4. udgave Håndbog om Nærføring. Håndbog om Nærføring, 4. udgave, version maj Side 1 af 151

Transkript

1 4. udgave Håndbog om Nærføring Side 1 af 151

2 Nærføringsudvalgets medlemmer: Side 2 af 151

3 Forord Håndbog om Nærføring, herefter kaldt Nærføringshåndbogen er en opdateret og revideret version af den tidligere udgivne Håndbog om Nærføring, dateret i maj Nærføringshåndbogen er den publikation, der samler foreliggende danske og europæiske bestemmelser og vejledninger om nærføringsproblematikken. Praksis i nærføringsspørgsmål er, at europæiske standarder anvendes i så vid udstrækning som muligt indenfor rammerne af den danske lovgivning. En elektronisk udgave af Nærføringshåndbogen er frit tilgængelig på Nærføringsudvalgets webside: Håndbog om Nærføring herefter kaldt Nærføringshåndbogen, henvender sig primært til projekterende og udførende af kommunikationsanlæg, metalliske rørledninge og elforsyningsanlæg samt til servicepersonale og rådgivere, der er beskæftiget med sådanne anlæg. Når højspændingsledninger nærføres med kommunikationsledninger eller metalliske røranlæg, kan der opstå berøringsfarlige spændinger, støj på kommunikationsledninger og korrosionsproblemer på røranlæggene. Kendskab til disse risici og gener er en forudsætning for at kunne forebygge eller afhjælpe påvirkningerne. Støj og korrosionsproblemer er ikke omfattet af overenskomsterne og nærføringsudvalgets arbejdsområde. Det er vort ønske, at Nærføringshåndbogen fortsat må medvirke til, at kendskabet til nærføringsproblemers opståen og afhjælpning bliver så udbredt som muligt, hvorved ulykker samt skader på anlæg på grund af nærføring kan undgås. Nærføringshåndbogen indeholder såvel daterede som udaterede referencer og bestemmelser fra andre publikationer. Det er dog altid den nyeste udgave af publikationen, der er gældende. Ændringer i forhold til foregående version Nærføringshåndbogen erstatter den tidligere version af Håndbog om Nærføring, dateret i maj Anlægsbeskrivelser er flyttet til Appendiks Overenskomsterne for Nærføringsudvalget er tilføjet som Bilag Olieledninger er tilføjet Tekst om AT-systemer ved baneanlæg er tilføjet General gennemgang af hele håndbogen Nærføringsudvalget Maj 2018 Side 3 af 151

4 Indholdsfortegnelse 1. Indledning Indhold Nærføringsudvalget Gensidige påvirkninger ved nærføring Elektrostatisk påvirkning Elektromagnetisk påvirkning Forhøjet jordpotential Støjpåvirkning af kommunikationsledninger Beregning af influensspænding og afledningsstrøm ved elektrostatisk påvirkning Parallel nærføring Ikke-parallel nærføring mellem rørledning og højspændingsledning Beregning af inducerende strømme i højspændingsanlæg Normal drift Fejltilfælde Enpolet genindkobling Beregning af resulterende inducerede spændinger og strømme Ideelt isolerede ledere Begrænsende faktorer i omgivelserne, civilisationsfaktoren Målinger Driftsstrøm Fejlstrøm Jordresistivitet Induceret spænding i metalliske rørledninger Civilisationsfaktor Specifik rørisolationsmodstand Forhold ved DC-kabler Inducerede spændinger ved jordfejl på DC-højspændingskabler Potentialstigninger nær jordslutningsstedet Inducerede spændinger ved nærføring med jernbaner Driftsstrømme i køreledningsanlæggene Kortslutningsstrømme Overføringsfaktorer Beregning af induceret spænding Love og bestemmelser Kommunikationsanlæg Olie og naturgas Fjernvarme Elanlæg Elektrificerede jernbaner Overenskomster for nærføring Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger Berøringsspændinger Side 4 af 151

5 4.2 Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger ved kommunikationsanlæg Grænseværdier gældende under normale driftsforhold Grænseværdier gældende i tilfælde af fejl Beskyttelsesforanstaltninger Beskyttelsesforanstaltninger under arbejde på nærførte kommunikationsledninger Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger ved røranlæg Grænseværdier m.v Beskyttelsesforanstaltninger Beskyttelsesforanstaltninger under arbejde på nærførte rørledninger Potentialforhold ved HVDC-anlæg AC-korrosion Afhjælpningsforanstaltninger for støj fra elektriske tog Støj Yderligere information om Banedanmarks anlæg Nærføring med kommunikationsanlæg Retningslinjer for projektering ved nærførte kommunikationsanlæg Underretning om nyanlæg og ændringer af bestående anlæg Oplysninger og beregninger Foranstaltninger til nedbringelse af de elektriske påvirkninger og/eller begrænsning af disses indflydelse på kommunikationsanlægget Protokol over nærføringssager Eksempel på beregning af induceret spænding i kommunikationsanlæg eller -kabel Data for højspændingsluftledning og kommunikationsledning Afstande og kortslutningsstrømme Beregning af gensidig impedans Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Nærføring med metalliske rørledningsanlæg Retningslinjer for projektering ved nærføring med rørledningsanlæg Elektriske påvirkninger Anlæg for gasudblæsning Minimumsafstande Forholdsregler ved arbejde på rørledninger Højspændingsluftledninger Højspændingskabler Rørledninger Beregninger på nærføringsstrækninger Hvornår skal der udføres nærføringsberegning/vurdering? Beregning med driftsstrøm Beregning med fejlstrømme Højspændingsanlæg med enpolet genindkobling Protokol over nærføringssager Eksempel på nærføring med naturgasledning Data for højspændingskabel Data for gasledning Afstande, konfiguration og kortslutningsstrømme Beregning af gensidig impedans Beregning af maksimal induceret spænding, hvor rørledning regnes som ideelt isoleret leder Side 5 af 151

6 6.4.6 Beregning af konstanter for rørledningen Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Eksempel på nærføring med fjernvarmeledning Data for højspændingskabel og fjernvarmeledning Kortslutningsstrømme Beregning af gensidig impedans Beregning af maksimal induceret spænding, hvor fjernvarmeledning regnes som ideelt isoleret leder Beregning af konstanter for fjernvarmeledningen Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Nærføring med elektrificerede jernbaner Retningslinjer for projektering ved nærføring med elektrificerede jernbaner Eksempel på nærføring med elektrificeret jernbane (induceret spænding i kommunikationskabel) Data for vekselstrømsbane Inducerende strøm driftsstrøm i køreledningsanlægget Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Referenceliste Litteraturliste A. Appendiks A - Beskrivelse af telekommunikationsnet A.1 Indledning A.2 Kommunikationsnettet A.3 Ledningsnettet A.4 Nedgravning af kabler B. Appendiks B - Beskrivelse af rørledninger for olie og naturgas B.1 Indledning B.2 Naturgasnettet B.2.1 Ledninger B.2.2 Stationer B.2.3 Anlæg for katodisk beskyttelse B.2.4 Jordinger B.3 Olierørledningsnettet B.3.1 Rørledninger som ejes og drives af Danske Oliebedredskabslagre (FDO) B.3.2 Rørledninger som ejes og drives af Forsvaret C. Appendiks C - Beskrivelse af fjernvarmeanlæg C.1 Indledning C.2 Fjernvarmesystemer C.3 Ledningsnet C.4 Hjælpeanlæg C.5 Overvågningssystemer C.6 Ledningsnet og nærføring C.7 Korrosionsbeskyttelse C.8 Isolerende koblinger og jordinger D. Appendiks D - Beskrivelse af elforsyningsnet D.1 Produktionsanlæg D.2 Transmissionsanlæg D.3 Distributionsanlæg Side 6 af 151

7 D.4 Ledningsanlæg D.5 Højspændt jævnstrøm E. Appendiks E - Beskrivelse af elektrificerede jernbaner E.1 Elektrificerede jernbaner E.2 Jævnstrømsbaner E.3 Vekselstrømsbaner 25 kv, 50 Hz E.3.1 Tilslutning til transmissionsnettet E.3.2 Fordelerstationer E.3.3 Køreledningsanlæg E.3.4 Sugetransformersystemet E.3.5 AT-system E.3.6 Elektriske tog F. Appendiks F - Gensidig impedans for ikke parallel nærføring F.1 Retlinjet højspændingsledning F.2 Ikke-retlinjet højspændingsledning F.3 Resulterende gensidig impedans G. Appendiks G - Isolerede rørledninger G.1 Beregning af inducerede spændinger og strømme H. Appendiks H - Kapacitiv påvirkning H.1 Parallel nærføring beregning af delkapacitanser H.1.1 Højspændingsledning uden jordledere H.1.2 Højspændingsledning med jordledere H.2 Rørledning og højspændingsledning er ikke parallelle I. Appendiks I - Beregning med program til nærføringsberegninger I.1 Beregningsprogram, TE I.2 Beregningseksempel I.2.1 Eksempel på inputfil til TE I.2.2 Eksempel på inputfil til TE J. Bilag 1 Overenskomst for nærføringsudvalget K. Bilag 2 Overenskomst mellem højspændingsanlæg og metalliske rørledninger L. Bilag 3 Overenskomst mellem højspændingsanlæg og telekommunikationsanlæg Side 7 af 151

8 1. Indledning Ved nærføring mellem højspændingsanlæg og andre ledningsanlæg, f.eks. kommunikationsledninger eller metalliske rørledninger, kan disse påvirkes elektrisk som følge af: elektrostatisk påvirkning (influens) elektromagnetisk påvirkning (induktion) forhøjet jordpotentiale Dette kan give anledning til berøringsfarlige spændinger på såvel kommunikationsledninger som metalliske rørledninger. Desuden kan påvirkninger ved nærføring mellem el- og kommunikationsanlæg være forstyrrende for den normale drift i form af støj på disse. 1.1 Indhold Informationsmaterialet i Nærføringshåndbogen omfatter fem dele: Gensidige påvirkninger, love og bestemmelser samt personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger, afsnittene 2-4. Praktisk håndtering, afsnittene 5-7. Eksempler på, hvordan et samarbejde mellem involverede parter kan gennemføres. Der findes beregningseksempler på følgende: o Kommunikationsanlæg nærført med højspændingsanlæg o Metallisk rørledningsanlæg nærført med højspændingsanlæg o Kommunikationsanlæg nærført med elektrificeret jernbane (Vekselstrømsbane) Appendiks A-E. Beskrivelse af anlæg gives en beskrivelse af følgende anlæg: o Telekommunikationsnet o Rørledninger for olie og naturgas o Fjernvarmeanlæg o Elforsyningsnet o Elektrificerede jernbaner. Appendiks F-I. Beskrivelse af beregningsmetoder for såvel "håndberegninger" som TE01035 beregninger i henhold til gældende aftaler på området. Bilag 1-3. Overenskomsterne for nærføringsudvalget Side 8 af 151

9 1.2 Nærføringsudvalget Nærføringsudvalget daterer tilbage til den 3. maj Udvalget består af repræsentanter fra elsektoren, gassektoren, oliesektoren, fjernvarme og telekommunikation. Nærføringsudvalgets opgaver er: At virke som rådgivende organ. At behandle tvivlsspørgsmål af rent teknisk art, f.eks. vedrørende de tekniske krav til beskyttelsesforanstaltninger, valget mellem forskellige mulige foranstaltninger samt problemer, som måtte foreligge i forbindelse med kontrol af de trufne foranstaltninger. At træffe afgørelse i eventuelle tvistspørgsmål, som måtte opstå i forbindelse med nærføringsproblemer. Ved stemmelighed er formandens stemme afgørende. At fungere som koordinerende led til tilsvarende udenlandske organer. Nærføringsudvalget arbejder ud fra overenskomster, som fastlægger arbejdsgangen ved nærføringsopgaver. Overenskomsterne kan findes på nærføringsudvalgets hjemmeside: eller i Bilag 1-3. Side 9 af 151

10 2. Gensidige påvirkninger ved nærføring 2.1 Elektrostatisk påvirkning Ikke-jordede metalledere, som befinder sig i det elektriske felt omkring en højspændingsledning, vil blive udsat for en elektrostatisk påvirkning (influensspænding) pga. kapaciteten mellem højspændingsledningen og den ikke-jordede metalleder. Influensspændingen er afhængig af: højspændingsledningens driftsspænding afstanden mellem det nærførte ledningssystem og højspændingsledningen konfiguration af højspændingsledning og nærførte system andre ledningssystemer Forbindes sådanne ledere til jord (f.eks. ved berøring af en person), vil der løbe en strøm til jord. Ved de afstande mellem højspændings- og kommunikationsledninger og de nærføringslængder, som forekommer her i landet, vil der næppe i noget tilfælde blive tale om overskridelse af den tilladelige influensstrøm til jord i kommunikationsledninger. Nærføres en metallisk rørledning med en højspændingsluftledning, vil rørledningen blive udsat for elektrostatisk påvirkning, hvis rørledningen er isoleret oplagt over jord. En sådan situation kan forekomme under bygning af røranlæg i nærheden af højspændingsluftledninger. Før rørledningen lægges i jorden, vil den i reglen være oplagt på bukke over jorden for at give de bedste muligheder for at sammensvejse rørstykkerne, som rørledningen består af. Da rørstykkerne med undtagelse af enderne normalt er isolerede, når de ankommer til byggepladsen, og de nævnte bukke normalt er af træ, vil rørledningen være godt isoleret i forhold til jord. For rørledninger kan der blive tale om en influensspænding på indtil flere kv. 2.2 Elektromagnetisk påvirkning Ved nærføring af højspændingsledninger og andre metalliske ledningssystemer, f.eks. rør- eller kommunikationsledninger kan der induceres spændinger i disse. De værdier, der har betydning for størrelsen af den inducerede spænding, er følgende: størrelsen af strømmen i højspændingsledningen afstanden mellem højspændingsledningen og det nærførte ledningssystem andre ledende systemer i nærheden (Civilisationsfaktor) højspændingsledningens konfiguration ved rørledninger, også dimension af røret og isoleringsmaterialets type og dimension. Under normal drift er summen af de tre fasestrømme lig nul, (da der er en vinkel på 120 mellem dem), hvilket vil sige, at der ingen spænding vil induceres, hvis afstanden fra det Side 10 af 151

11 nærførte ledningssystem til hver af de tre faseledere er den samme. Den begrænsede inducerede spænding, der opstår under normal drift, skyldes, at der er forskellige afstande mellem højspændingsledningens enkelte faseledere og et nærført ledningssystem. Fejl i højspændingsanlæg opstår, når en eller flere af højspændingsledningens faseledere kortsluttes eller får forbindelse til jordede dele. Under to- og trefasede kortslutninger vil der gå strømme, som kan være mange gange større end driftsstrømmen, men da summen af strømmene er nul, vil den inducerede spænding i nærførte rør/ledninger være forholdsvis lille. Ved enfasede fejl i et effektivt jordet net vil der gå store nulstrømme (ens strøm i alle tre faser), og det vil medføre store inducerede spændinger i nærførte ledninger. Ved enpolet genindkobling (Appendiks D - Beskrivelse af elforsyningsnet) vil der også gå nulstrømme i den spændingsløse pause, men de vil være meget mindre end fejlstrømmen. 2.3 Forhøjet jordpotential Ved kortslutning til jord på en luftledning eller i en højspændingsstation vil jordens spændings potentiale (i forhold til neutral jord) i området omkring ledningens jordforbundne master, henholdsvis omkring højspændingsstationen, blive forhøjet. Er f.eks. en metallisk rørledning, der er omgivet af en isolerende belægning, ført igennem sådant et område, vil der ved jordfejl kunne opstå stor spændingsforskel mellem rørledningens metaldele og den omgivende jord. Har rørledningen berøringstilgængelige metaldele f.eks. ventiler i området med forhøjet jordpotential, kan disse i givet fald blive farlige at berøre. 2.4 Støjpåvirkning af kommunikationsledninger Med hensyn til beregning af støjspændingen henvises til ITU (tidligereccitt), Directives concerning the protection of telecommunication lines against harmful effects from electricity lines, Kapitel VI med flere. 2.5 Beregning af influensspænding og afledningsstrøm ved elektrostatisk påvirkning Parallel nærføring Bidraget fra den enkelte faseleder til influensspændingen på en nærført ledning kan beregnes af: U i Cip U i, p = [ V ] C + C ip p0 Side 11 af 151

12 hvor: Cip = delkapacitansen mellem faseleder og nærført ledning, [F] Cp0 = delkapacitansen mellem nærført ledning og jord [F]. Den totale influensspænding findes ved vektoriel summation af alle bidrag fra de enkelte faseledere. Bidraget fra den enkelte faseleder til strømmen fra den nærførte ledning til jord gennem en impedansløs forbindelse kan beregnes af: U p, i = U C i ip l A hvor: l = længden af nærføringsstrækningen [m] ω = vinkelhastighed ved driftsfrekvensen, ω = 2πf [rad/s] Den totale strøm til jord findes ved vektoriel summation af bidrag fra de enkelte faseledere. Ved beregning af delkapacitanserne skal der tages hensyn til jordledere og eventuelt skærmledere. Ved rørledninger, der er placeret mere end 25 m i vandret afstand fra midten af højspændingsledningen, vil de beregnede strøm- og spændingsværdier ved at undlade jordlederne i beregningerne blive op til 50 % for store. Formeludtryk for beregning af delkapacitanserne med og uden jordledere findes i Appendiks H - Kapacitiv påvirkning Ikke-parallel nærføring mellem rørledning og højspændingsledning Ofte vil den nærførte rørledning og højspændingsledningen ikke forløbe helt parallelt, og man kan da med god tilnærmelse foretage beregningen ved at opdele i et antal sektioner, som beskrevet i Appendiks H - Kapacitiv påvirkning 2.6 Beregning af inducerende strømme i højspændingsanlæg Normal drift Driftsstrøm for et højspændingsanlæg kan findes på to forskellige måder alt efter, hvor konservativ en fremgangsmåde man ønsker at benytte. Nedenfor ses de to fremgangsmåder som kan benyttes til at fastlægge normal drift. 1. Maksimal metoden Beregningen af inducerende spændinger kan foretages med den maksimalt tilladelige driftsstrøm for højspændingsanlægget. Side 12 af 151

13 2. Simuleringsmetoden Beregningen kan foretages ved at opstille et Load Flow scenarie, som viser den forventelige maksimal driftsstrøm for højspændingsanlægget. Beregningen foretages i et netsimuleringsprogram. Denne metode giver det mest realistiske billede af, hvilken maksimal driftsstrøm der kan forekomme for et højspændingsanlæg. Ved beregning af den maksimale driftsstrøm skal der tages hensyn til den værste linjeudkobling Fejltilfælde I henhold til BEK 1114 (+tillæg) skelnes der mellem forskellige grænseværdier, om fejlens udkoblingstid er over eller under 10 s. Over 10 s. er grænseværdien tidsuafhængig og under 10 s. er den tidsafhængig. I ethvert højspændingsnet kan forekomme to- og trefasede kortslutninger, hvor den trefasede kortslutning medfører den største fejlstrøm. Disse fejl medfører ikke nulstrøm, og udkoblingstiden er meget mindre (ms) end 10 s. Ved usymmetriske fejl med jordberøring er fejlstrømme og udkoblingstider afhængige af nettets systemjording. Net med isoleret nulpunkt: Jordfejl giver forholdsvis lille nulstrøm. I 20, 15 og 10 kv-net er der en lille nulstrøm og udkoblingstider større end 10 s (normalt ikke automatisk udkobling af fejlstrøm). I 30 kv-nettet i København anvendes automatisk udkobling af nulstrøm, og udkoblingstiden er mindre end 10 s. Ved to samtidige jordfejl på forskellige faser (dobbelt jordfejl) vil der gå store nulstrømme, som udkobles automatisk. Udkoblingstiden er mindre end 10 s. Slukkespolejordet net: En enkelt jordfejl giver kun lille nulstrøm, da nul-strømmen er udkompenseret af slukkespolen. Udkoblingstid er større end 10 s. Ved to samtidige jordfejl på forskellige faser (dobbelt jordfejl) vil der gå store nulstrømme, som udkobles automatisk. Udkoblingstiden er mindre end 10 s. Effektivt og direkte jordet net: Jordfejl giver store nulstrømme. Udkoblingstid mindre end 10 s. I store net beregnes fejlstrømmene altid ved hjælp af et netsimuleringsprogram. Ved beregning af fejlstrømme ses bort fra lysbuemodstande og overgangsmodstande til jord. Dette giver lidt for store beregnede strømme. Fejlstrømmene er afhængige af, hvilke generatorer der er i drift, og af koblingstilstanden i nettet. Side 13 af 151

14 I A Nærføringsstrækning I B % I I A C D E B ~ A B ~ Inducerende ledning Inducerede ledning Figur 2-1 Hængekøjekurve", der viser jordslutningsstrømmens fordeling som funktion af fejlstedet. Fejlstrømmen i en højspændingsledning er afhængig af, hvor på ledningen fejlen opstår. I Figur 2-1 er vist en såkaldt "hængekøjekurve", der viser fejlstrømmen i ka fra de to ledningsender afhængig af fejlstedets placering langs ledningen (% afstand fra station A). Fejlsted Inducerende jordslutningsstrøm Giver induceret IA IB [ka] [ka] A 10,0 3,0 IB B 2,0 7,0 IA C 8,1 3,2 IB D 6,4 3,6 IA-IB E 5,1 4,0 IA spænding i nærført ledning I det viste eksempel fås den største inducerede spænding ved en fejl ved position E, idet der da går en inducerende strøm fra station A på 5,1 ka i hele nærføringsstrækningen. Ved fejlsted inden for nærføringstrækningen vil de to inducerende strømme modvirke hinanden, hvormed den inducerede spænding reduceres Enpolet genindkobling I nogle tilfælde anvendes enpolet genindkobling ved enfasede fejl i højspændingsnettet og i den spændingsløse pause, hvor kun to af de tre faser er indkoblede, går der en nulstrøm af samme størrelsesorden som belastningsstrømmen før fejlen. Denne nulstrøm kan medføre inducerede spændinger, der er flere gange større end de spændinger, der optræder under normal drift, men meget mindre end de spændinger, der forekommer under fejl. Definitionen på enpolet genindkobling kan læses i Appendiks D - Beskrivelse af elforsyningsnet. Side 14 af 151

15 2.7 Beregning af resulterende inducerede spændinger og strømme Ofte foretages beregninger af inducerede spændinger og strømme ved hjælp af et beregningsprogram. I Appendiks I - Beregning med program til nærføringsberegninger er vist, hvorledes det nuværende beregningsprogram TE01035 behandler såvel input som output data. Eksemplet er det samme, som er benyttet i afsnit 6.4. Metodikken i beregningsprogrammet er de samme, som beskrives i dette afsnit og i Appendiks G - Isolerede rørledninger, Isolerede rørledninger. Ved håndberegninger kan man dog rimeligt nemt vurdere størrelsen af de inducerede spændinger. I det følgende afsnit angives beregningsudtrykkene for ideelt isolerede ledere. Isolerede rørledninger er kun delvist elektrisk isolerede, og afledningen til jord vil bevirke, at den inducerede spænding begrænses i forhold til den beregnede værdi for ideelt isolerede ledere. Formeludtrykkene for inducerede spændinger og strømme i isolerede rørledninger er angivet i Appendiks G - Isolerede rørledninger Det skal bemærkes, at der både ved beregningsprogrammer og håndberegninger er en forholdsvis stor usikkerhed på de beregnede inducerede spændinger og strømme. Dette skyldes dels usikkerhed på de anvendte data, dels unøjagtighed i de anvendte beregningsudtryk og ikke mindst den ukendte civilisationsfaktor Ideelt isolerede ledere Den gensidige impedans mellem to parallelle ledere med fælles retur i jorden betegnes af: j f Z12 = R j + j0,1445 log 660 [ / km] D12 hvor: Rj = Jordens resistans [Ω/km] ( 0,05 Ω/km ved 50 Hz) ρj = Jordens specifikke resistivitet [Ωm] F = frekvensen [Hz ] D12 = den indbyrdes afstand mellem den inducerende og den nærførte leder [m]. Det bemærkes, at dette udtryk kun gælder for afstande mindre end ca. 100 m, da specielt den resistive del bliver mindre ved større afstande. Ved store afstande kan anvendes mere avancerede udtryk, et beregningsprogram, eller de kurver, som er angivet i afsnittene 5.2 og 6.4. Hvis ovenstående udtryk anvendes for store afstande, beregnes for store værdier af inducerede spændinger. Side 15 af 151

16 Ofte vil den inducerende og den nærførte ledning ikke forløbe helt parallelt, og man kan da med god tilnærmelse foretage beregningen ved at opdele i et antal sektioner, som beskrevet i Appendiks F - Gensidig impedans for ikke parallel nærføring. Bidraget fra en enkelt faseleder til den inducerede spænding er: Ei, f = Z lf I f l [ V ] hvor: Zlf = gensidig impedans mellem faseleder og nærført leder [Ω/km] If = strøm i faseleder [A] L = længden af nærføringsstrækningen [km] Den totale inducerede spænding findes ved vektoriel summation af alle bidrag fra de enkelte inducerende ledere (fase, jord og eventuelle skærmledere). For at beregne bidragene fra jord- og skærmledere skal strømmene i disse beregnes af: I J = Z 1 JJ Z JF I F [ A] hvor: ZJJ = matrix med egen- og gensidige impedanser for jord- og skærmledere [Ω/km] ZJF = matrix med gensidige impedanser mellem fase- og jordledere [Ω/km] IF = Vektor med strømme i faseledere [A] Egenimpedansen for en jordleder beregnes af: Z jj = R jj + R j + j f j0,1445 log 660 [ / km] D jj hvor: Rjj = jordlederens resistans [Ω/km] Djj = jordlederens egen-gmd (geometrisk middeldiameter) [m]. Side 16 af 151

17 2.7.2 Begrænsende faktorer i omgivelserne, civilisationsfaktoren Såvel i som over jorden findes forskellige metalliske genstande (vandrør, fjernvarmerør, autoværn m.v.), som medfører en reduktion af de inducerede spændinger. I princippet skal civilisationsfaktoren udtrykke den skærmvirkning, som stammer fra disse metalliske installationer m.v., som ikke direkte tages med i nærføringsberegningerne. Civilisationsfaktoren for en bestemt lokalitet bestemmes i praksis som forholdet mellem målte og beregnede inducerede spændinger. Dette betyder, at en eventuel unøjagtighed i beregningen som følge af data eller beregningsmetoder kommer til at indgå i bestemmelsen af civilisationsfaktoren. Civilisationsfaktoren varierer meget fra sted til sted. I landområder sættes den normalt til 1,0, mens man i byområder ofte anvender en mindre værdi (0,5-0,75). Normalt er der tale om en skønnet værdi for det pågældende område, og tilstedeværelsen af flere parallelle rør er med til at skærme mod inducerede spændinger. 2.8 Målinger Nogle af de størrelser, som indgår i nærføringsberegninger, kan måles. Herved kan man dels kontrollere udførte beregninger, dels kan man mindske unøjagtigheden på beregninger, og man kan helt eller delvist erstatte beregnede værdier med målte. I nedenstående liste er angivet de størrelser, som det normalt er interessant at få målt. Nogle af dem måles mere eller mindre rutinemæssigt: Driftsstrøm Fejlstrøm Jordresistivitet Civilisationsfaktor For metalliske rørledninger yderligere: Induceret spænding på metalliske rørledninger Specifik rørisolationsmodstand Overgangsmodstanden til jord ved jordingsanlæg Driftsstrøm Driftsstrømmen i højspændingsledningen måles via måletransformere, som er installeret i stationerne Fejlstrøm Fejlstrømmene i højspændingsledningerne kan normalt ikke måles, idet elselskaberne ikke tillader primærforsøg, hvor man bevidst laver kortslutninger i nettet. Erfaringer fra aktuelle Side 17 af 151

18 fejl, hvor strømmen registreres, viser god overensstemmelse mellem målt og beregnet fejlstrøm Jordresistivitet I forbindelse med geotekniske undersøgelser forud for etablering af en ny ledning foretages enkelte målinger af jordresistiviteten. Jordresistiviteten kan variere meget langs en ledning, og man bør regne med en middelværdi Induceret spænding i metalliske rørledninger På gasledninger er der etableret målestandere med elektrisk forbindelse til røret, og den inducerede spænding kan måles. Målestanderne er placeret med ca. 1 km afstand. Den inducerede spænding måles med et AC-voltmeter, som forbindes mellem røret og en referenceelektrode/jordspyd som placeret umiddelbart over røret som vist på skitsen. I øvrigt henvises til EN Figur 2-2 Måling af induceret spænding på metallisk rørledning. Målinger på røret kan anvendes til kontrol af beregninger samt til vurdering af, om man på en aktuel strækning er ved at nå grænsen for induceret spænding. Måling ved driftsstrøm er let, mens måling ved simuleret fejlstrøm kræver specialopstilling i højspændingsnettet. På nogle gasanlæg foretages en kontinuert registrering af vekselspændingen i forhold til neutral jord Civilisationsfaktor Som tidligere nævnt er civilisationsfaktoren et udtryk for den skærmvirkning, som stammer fra omgivelserne. Denne værdi er meget svær at vurdere inden der foretages en nærføringsberegning. I tilfældet hvor både højspændingsledning og f.eks. en rørledning er eksisterende kan civilisationsfaktoren måles ved at sammenligne den beregnede inducerede spænding med den målte inducerede spænding på rørledningen. Målingen foretages som beskrevet i afsnit Hvis der er forskel mellem den beregnede og målte inducerede spænding kan civilisationsfaktoren ændres så resultaterne stemmer overens. Side 18 af 151

19 Eksempel: Der er beregnet en induceret spænding på 70 VRMS på en gasledning med en civilisationsfaktor på 1,0. Derefter laves en måling som viser 50 VRMS på gasledningen. Man kan nu beregnes den korrekte civilisationsfaktor for at få resultaterne til at stemme overens. C = 50/70 = 0,71 I dette tilfælde ændres civilisationsfaktoren i beregningen til 0,71 for at få en korrekt beregning Specifik rørisolationsmodstand For metalliske rørledninger kan beregnes en resulterende rørisoleringsmodstand ud fra målinger af rørledningens modstand til fjern jord. I denne eksperimentelt bestemte rørisolationsmodstand indgår alle anlæggets dele, herunder eventuelle jordinger. 2.9 Forhold ved DC-kabler Inducerede spændinger ved jordfejl på DC-højspændingskabler Påvirkningerne opstår, selv om der ikke er tale om et 50 Hz-forløb, men en afladningsstrømimpuls, der transmitteres fra fejlstedet mod kablets endepunkter. Mange af de ovenfor beskrevne parametre vil dog være de samme også for denne fejltype Potentialstigninger nær jordslutningsstedet Hvis en jordfejl på et HVDC-kabel opstår i nærheden af en krydsning med et andet kabel eller en rørledning, kan der kapacitivt eller galvanisk induceres spænding i de isolerede dele af det krydsende anlæg. Disse forhold vil kunne sammenlignes med forholdene i jordbunden nær et lynnedslagssted, men antages kun at forekomme sjældent Inducerede spændinger ved nærføring med jernbaner Driftsstrømme i køreledningsanlæggene Strømmene fra fordelerstationerne kan under kraftig belastning kortvarig gå op til A. Er belastningen højere, sker der en udkobling af strømmen. Maksimal strøm for et tog er: Med et lokomotiv Med to eller flere lokomotiver 250 A 500 A Normal strøm for et tog er 160 A. Side 19 af 151

20 For at kunne beregne hvor store spændinger der kan blive induceret på nærførte anlæg, er det nødvendigt at finde en ækvivalent strøm for alle tog på en strækning relateret til et sugetransformerafsnit. Beregningerne kan udføres efter CCITTs Directives", kap. XVIII, formel 34: I e = I a + ( I I ) I [A] f a r hvor: Ie = ækvivalent strøm for alle tog på strækningen [A] Ia = maksimal strøm, som aftages af tog nær en sugetransformer [A] If = maksimal strøm fra banetransformeren [A] Ir = normal strøm fra tog på strækningen [A] Den ækvivalente strøm i formlen benyttes til beregning af påvirkninger på nærførte kabel- og røranlæg, der er længere eller lige så lange som forsyningsafsnittet. For kortere længder gælder formel 35 i Directives": I e = I a + L ( I I ) I [A] f a r L f hvor: L = Aktuel nærføringslængde [km] Lf = længden af fødeafsnittet/forsyningsafsnittet [km] Kortslutningsstrømme På Figur 2-3 er kortslutningsstrømmens afhængighed af afstanden til fordelerstationen vist for en enkeltsporet strækning. Kurven er beregnet ud fra følgende data: Kortslutningseffekt* Sk = MVA (132/27,5 kv) Kortslutningsimpedans X = j0,22 Ω Banetransformer = 18 MVA Procentisk kortslutningsspænding ek = 11 % Kortslutningsimpedans Zk = j4,75 Ω Kortslutningsimpedans: køreledningretur i skinne = 0,28+j0,59 Ω/km (enkeltspor) Sugetransformerafstand = 3 km (først efter 1,5 km) * De forskellige 120/150 kv-stationers kortslutningseffekt varierer fra ca MVA til MVA. Side 20 af 151

21 volt pr. ampere Kortslutningsstrøm i ka Kortslutningsstrøm som funktion af afstand Afstand fra fordelerstation i km Figur 2-3 Kortslutningsstrømmens afhængighed af afstanden til fordelerstationen for en enkeltsporet strækning Overføringsfaktorer På Figur 2-4 er induktionen, overføringsfaktoren, for en dobbeltsporet jernbane vist. Bemærk, at angivelsen ikke er Ω/km, men en sammensat overføringsfaktor gældende for et halvt sugetransformerafsnit. (Et halvt afsnit er afstanden fra sugetransformer til nedleder). Kurverne på Figur 2-4 gælder for følgende data: Frekvens f = 50 Hz Jordrestivitet ρj = 25 Ωm Nærføringslængde L = 1,5 km Skinneafledning g212 = 4 S/km Skinne/kørelednings kortslutningsimpedans = 0,13+j0,65 Ω/km (dobbeltspor). Induktion i kabelledning i forskellige afstande fra en dobbeltsporet bane. 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Afstand fra spormidte 1 10 i meter Figur 2-4 jernbane. Induktionen i kabelledning som funktion af afstanden fra spormidte af en dobbeltsporet Øverste kurve giver overføringsfaktoren for et kabel beliggende ud over et forsyningsafsnit. Den nederste gælder for et kabel, der er kortere end afstanden fra sugetransformer og til nedleder. Side 21 af 151

22 Autotransformer system Der har ikke været foretaget en beregning af overføringsfaktor for et kabel beliggende ud over forsyningsafsnit i AT system. Dog er der blevet gennemført en simulering af overføringsfaktor for en kabellængde på 1,5 km i dobbeltsporet. Overføringsfaktoren har resulteret følgende værdier i simuleringsmodelen: Simulering Beregning Traktion type min [V/A] max[v/a] min [V/A] max[v/a] AT 0,054 0,114 Findes ikke pt. BT 0,084 0,102 0,14 0,26 Overføringsfaktoren for begge systemer (Auto- og sugertransformer) i simuleringsmodelen ligger lavere end beregningen for overføringsfaktor i sugertransformer (se figur 2.4) Beregning af induceret spænding Den inducerede spænding i det nærførte ledningssystem, når der tages hensyn til skærmende virkning fra skinnerne med videre, er: E i = I e ZR Sk R kab [V] hvor: Ie = ækvivalent strøm [A] Z = overføringsfaktor for strækningen [V/A] RSk = skærmfaktor for skinnerne Rkab = skærmfaktor for kommunikationsledning Ved beregninger kan man ved lange nærføringer i nogen afstand fra jernbanen regne med følgende skærmfaktorer for skinnerne: Strækninger uden sugetransformere: For et spor RSk = 0,62 For to spor RSk = 0,47 For fire spor RSk = 0,30 For otte spor RSk = 0,25 For strækninger med sugetransformere: For et spor RSk = 0,50 For to spor RSk = 0,42 For korte nærføringer, to spor, med sugetransformere: Kabellængde 1,5 km RSk = 0,30 Side 22 af 151

23 Kabellængde 3,0 km RSk = 0,40 For strækninger med autotransformer For et spor RSk = 0,50 For to spor RSk = 0,42 Ved højere frekvenser er skærmfaktoren for skinnerne lidt mindre end værdierne angivet ved 50 Hz. Til beregning af støj kan det anbefales, at man anvender værdierne ved 50 Hz. Derved får man beregnet en værdi, der er lidt større end den faktiske værdi, men hælder til den sikre side. Side 23 af 151

24 3. Love og bestemmelser 3.1 Kommunikationsanlæg For kommunikationsanlæg gælder, at anlæg og drift udføres i overensstemmelse med internationale normer og standarder (ITU, ETSI, CENELEC med flere) samt overholder nationale love og bestemmelser herunder Bekendtgørelserne om elsikkerhed. BEK 1114 (+tillæg) - Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse af elektriske anlæg ITU-T K.68: Operator responsibilities in the management of electromagnetic interference by power systems on telecommunication systems IEC Effects of current on human beings and livestock - Part 1: General aspects 3.2 Olie og naturgas Ledningsanlæg for naturgas, olie m.m. udføres og drives efter følgende regelsæt: BEK 1114 (+tillæg) - Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse af elektriske anlæg Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 163, af 30. april 1980, om arbejde på gasfyldte ledninger Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 414, af 8. juli 1988, om sikkerhedsbestemmelser for naturgasanlæg efter lov om arbejdsmiljø GPTC Guide FOR GAS Transmission and Distribution Piping Systems, siden 1996 Arbejdstilsynets vejledning om Naturgasanlæg F.01, juni 2001 DS/EN Katodisk beskyttelse af metalliske konstruktioner i jorden eller under vand Generelle principper og anvendelse til rørledninger DS/EN Beskyttelse mod korrosion, der skyldes vagabonderende strøm fra jævnstrømssystemer CEN/TS Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines - Application to cathodically protected pipelines BEK Bekendtgørelse om indretning, etablering og drift af olietanke, rørsystemer og pipelines BEK Bekendtgørelse om registrering af ledningsejere(ler) Side 24 af 151

25 Olieberedskabsloven (354) BEK 17 - Bekendtgørelse om brandfarlige væsker Vejledning om olieprodukter til pipelines 3.3 Fjernvarme Ledningssystemer for fjernvarme etableres efter Dansk Standards normer og Arbejdstilsynets regler, blandt andet: Arbejdstilsynets publikation nr. 47, for indretning af brønde etc. DS/EN 13941, Beregning og udførelse af præisolerede faste rørsystemer for fjernvarme DS/EN 253 Fjernvarmerrør Præisolerede fjernvarmerør til direkte nedgravning i jord Rørsystemer af stålrør, polyurethancelleplast og kapperør af polyethylen 3.4 Elanlæg For elanlæg gælder, at såvel udførelse som drift af henholdsvis produktions-, transmissions- og distributionsanlæg er udført i overensstemmelse med Elsikkerhedsloven og Bekendtgørelserne om elektriske anlæg. 3.5 Elektrificerede jernbaner For jernbaner gælder at køreledningsanlæg udføres efter: Anlægsbestemmelser i Banedanmark BEK 1114 (+tillæg) - Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse af elektriske anlæg EN EN EN Drift og vedligeholdelse udføres efter Banedanmarks "Fjernbaneinstruksen" (FKI). Sikrings, fjernstyring og kommunikationsanlæg udføres efter gældende internationale normer fra CENELEC, ITU mf. Nærføringsmæssigt udføres anlæggene efter (EN , EN , EN , EN samt Directives Concerning the Protection of Telecommunication Lines Against Harmfull Effects from Electric Lines, CCITT 1989). 3.6 Overenskomster for nærføring For elanlægs indvirken på andre systemer gælder BEK 1114 (+tillæg). Det praktiske samarbejde mellem ledningsejerne er reguleret af overenskomster, der findes på Nærføringsudvalgets hjemmeside, eller i bilag 1-3. Side 25 af 151

26 4. Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger Bekendtgørelserne om elsikkerhed s bestemmelser til regulering af forholdene ved nærføring mellem højspændingsanlæg og kommunikationsanlæg samt nærføring med metalliske røranlæg ser følgende hovedproblemer: At kommunikationskabler og metalliske rørledninger påvirkes kapacitivt eller induktivt ved usymmetriske fejl på højspændingsledninger, så kommunikationsledningerne og de metalliske rørledninger ikke kan anses for at være ufarlige at berøre. At røranlæggene og andre elektrisk ledende dele, der er i berøring med røranlæggene, bliver farlige at berøre. For at mindske problemer med inducerede spændinger og elektrostatisk påvirkning af kabler og metalliske rørledninger i forbindelse med projektering af højspændingsanlæg er der flere muligheder: Så vidt muligt at undgå lange parallelføringer Krydsninger udføres så vidt muligt vinkelret på den nærførte ledning Transponering af faseledere Valg af mastetype med flere jordledere ved luftledningsforbindelser. Mastekonfiguration/Forlægningsmetode med faselederne 120 fysisk forskudt 4.1 Berøringsspændinger BEK 1114 (+tillæg) fastlægger de maksimale tilladelige berøringsspændinger. I afsnit 2 er beskrevet, hvorledes den magnetiske induktion fra strømmen i højspændingsledninger kan inducere spændinger og strømme i kommunikations- og røranlæg. Den inducerede strøm vil normalt forløbe mellem metalliske dele og jord. Overgangsmodstanden til jord vil give anledning til et spændingsfald, eller vi kan sige, at rørledningen eller anlægsdelen får et potentiale i forhold til neutral jord (jordelektroder). Berøringsspændinger opstår, når en anlægsdel er tilgængelig for berøring af en person, der har jordforbindelse til et punkt med et lavere potential end anlægsdelen. Ved berøringsspænding kan der blive tale om en strøm gennem personens overkrop til jordforbindelse gennem fødderne, og i uheldige tilfælde kan denne hånd til fod-strømvej passere hjerteregionen. Farligheden af en strøm, der passerer kroppen, er afhængig af strømmens styrke, af den tid, strømmen varer, og af strømvejen. Selv små strømme, der passerer hjerteregionen, kan give anledning til hjerteflimmer med ophørende hjertefunktion til følge. Store strømme kan desuden bevirke forbrændinger ved de punkter, hvor strømmen går ind henholdsvis forlader kroppen. 4.2 Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger ved kommunikationsanlæg BEK 1114 (+tillæg) fastlægger de maksimale tilladelige berøringsspændinger. Side 26 af 151

27 Et grundlæggende princip ved udførelse af arbejde med eller nær ved højspændingsinstallationer må være at vurdere den elektriske risiko. Denne vurdering skal nærmere angive, hvordan aktiviteten skal/kan udføres sikkert. ITU-T K.68: Operator responsibilities in the management of electromagnetic interference by power systems on telecommunication systems, hvor værdierne er meget lig BEK Grænseværdier gældende under normale driftsforhold Elektrostatisk påvirkning Den strøm, der som følge af elektrostatisk influensvirkning kan aftages fra en påvirket kommunikationsledning gennem en forsvindende lille impedans mellem ledning og jord, må ikke overstige 5 ma (IEC ) Elektromagnetisk påvirkning For kommunikationsledninger i nærføring med stærkstrømsledninger fastsættes som maksimalværdi for den vedvarende spænding i forhold til jord 60 V vekselspænding (effektiv værdi) ved maksimal belastning af stærkstrømsledningen under normale driftsforhold (ITU- T K.68) Støjpåvirkning Støj på en opkoblet kommunikationsforbindelse stammer dels fra egenstøj i terminaludstyr, kommunikationsledninger og centraler, dels fra støjkilder uden for den opkoblede kommunikationsforbindelse. Det sidstnævnte bidrag, der kan skyldes nærføring med kommunikations- eller stærkstrømsanlæg, må ikke overstige 65 dbmp (=316 pw) med en 600 Ωs afslutning indsat i termineringspunktet. Ovenstående er ækvivalent med, at der måles mindre end 0,5 mvpso over en modstand på 600 Ω (ohmsk måling) indsat i termineringspunktet (ITU-T K.68) Grænseværdier gældende i tilfælde af fejl Usymmetriske fejl på højspændingsledninger kan give sådanne elektrostatiske eller elektromagnetiske påvirkninger i nærliggende kommunikationskabler, at disse ikke kan betragtes som ufarlige at berøre under alle forhold. Til imødegåelse af berøringsfaren kan det dog i betragtning af den overordentligt lille sandsynlighed for, at kommunikationskabler berøres i meget korte tidsrum, hvor usymmetriske fejl forekommer, anses for tilstrækkeligt at overholde nedenstående bestemmelser, der er i overensstemmelse med de i BEK 1114 (+tillæg) angivne retningslinjer. Side 27 af 151

28 Elektromagnetisk påvirkning Den inducerede spænding i almindelige kommunikationsledninger må ved fejl på højspændingsanlæg, ikke overstige (ITU-T K.68): 650 V (effektiv værdi), varighed maks. 0,5 s 430 V (effektiv værdi), varighed mellem 0,5 og 1 s Støjpåvirkning For kortvarige forstyrrelser af ufarlig natur, som optræder i forbindelse med fejl i højspændingsanlæg, fastsættes ingen grænser, idet terminaludstyr i områder, hvor forholdene er kritiske, forudsættes forsynet med transientbeskyttelse Undtagelsesbestemmelse for så vidt angår kommunikationsledninger, som indgår i jernbanernes stræknings- og stationssikringsanlæg De ovenfor anførte værdier gælder ikke kabler, som indgår i jernbanernes stræknings- og stationssikringsanlæg, hvor det i hvert enkelt tilfælde må undersøges, hvilke forholdsregler der må træffes Beskyttelsesforanstaltninger Formålet med beskyttelsesforanstaltninger er at: hindre skader på kommunikationsledningerne og det tilsluttede terminaludstyr, hindre skader på betjeningspersonalet hindre skader på vedligeholdelsespersonalet som følge af spændinger, der opstår ved elektriske påvirkninger fra nærliggende højspændingsanlæg. Ved valg af beskyttelsesforanstaltninger bør der tages i betragtning, hvilken virkning de har på kommunikationsanlæggets rette funktion dels under den normale tilstand, dels under optrædende fejl på højspændingsanlægget, som medfører forøgede elektriske påvirkninger af kommunikationsledninger. Det må tilstræbes, at virkningen af eventuelle forstyrrelser bliver så kortvarig som mulig, og i specielle tilfælde, f.eks. når kommunikationsledninger indgår i højspændingsanlæggets relækredsløb, kan det være et ubetinget krav, at beskyttelsesforanstaltningernes funktion overhovedet ikke påvirker den normale udnyttelse af anlæggene. Når kommunikationsledninger indføres i højspændingsstationer, vil der ofte forekomme tilfælde, hvor der må træffes foranstaltninger til beskyttelse mod utilladelige spændingsforskelle mellem stationens jordingsanlæg og kommunikations- og/eller fjernkontroludstyr inden for stationsområdet. Der kan også forekomme tilfælde, hvor der må træffes foranstalt- Side 28 af 151

29 ninger til sikring imod overføring af spændinger af utilladelig størrelse fra stationsområdet gennem kommunikationsledninger til udstyr uden for området. De grundlæggende bestemmelser herom findes i BEK 1082 Bekendtgørelse om elektriske installationer. Nogle af TDCs beskyttelsesforanstaltninger er efterfølgende beskrevet Kontrolboks I en række tilfælde vil der på fremføringskablet til kommunikation være placeret en kontrolboks før højspændingsstationen. Kontrolboksen skal altid være forsynet med en jordforbindelse (jordelektrode). Kontrolboksen skal som minimum placeres i den beregnede sikkerhedsafstand. Sikkerhedsafstanden regnes fra højspændingsstationens ydre indhegning. Følgende betingelser for placeringen skal opfyldes: Sikkerhedsafstand (min. 35 m) 1 Mindst 15 meter fra tracemidte af højspændingsluftledninger med driftsspændinger større end 60 kv Mindst 2 meter fra nærmeste højspændingskabel i jorden Figur 4-1 Skematisk fremføring af kommunikationskabel til en højspændingsstation. BEMÆRK! Det viste Specielt højspændings isoleret kabel anvendes ikke mere ved nyinstallation. 1 Hvis der er anvendt overspændingsafledere til beskyttelse, skal kontrolboksen placeres i det der svarer til 3 x sikkerhedsafstanden, det vil sige minimum 3 x 35 = 105 m. Side 29 af 151

30 Indsættelse af isoleringstransformer En principiel enkel metode til begrænsning af inducerede spændingers virkning er at opdele kommunikationsledning ved hjælp af transformere i så mange sektioner, at en induceret spænding i hver enkelt sektion ikke overskrider den maks. tilladte værdi. Virkemåden fremgår af eksemplet i Figur 4-2. Figur 4-2 Potential i forhold til jord for forskellige jordforbindelser af kommunikationsledning. Da der tillades inducerede spændinger på op til 60 % af prøvespændingen mod jord, gældende for den svagest isolerede del af kablet, kan antallet af isolationstransformere begrænses ved anvendelse af kommunikationskabler med høj isolation. Dette har især betydning for styre- og manøvreledninger for elforsyningsanlæg, som nedlægges langs højspændingsluftledninger eller kabler. Antallet af isoleringstransformere, som kan indsættes på en given fremføringsvej for kommunikationslinjer, er begrænset, idet disse medfører ekstra dæmpning (specielt for lave frekvenser) samt dæmpningsforvrængning. Erfaringer i udlandet viser, at der højst bør anvendes fire til fem isolationstransformere på en linje inkl. terminaltransformerne. Isolationstransformerne kan vanskeliggøre eventuel fejlfinding og isolationsovervågning. Metoden er kostbar, da hvert enkelt korepar/linje, som skal beskyttes, må have sine egne isolationstransformere. Normalt kan man nøjes med at opdele fremføringsvejen/kabelstrækningen i en primær og en sekundær sektion. Derved begrænses indsættelsen af isolationstransformere til endepunkterne. Jævnstrømssignalering Ved indsættelse af isoleringstransformere til sektionering umuliggøres jævnstrømssignalering. Side 30 af 151

31 Der kan dog opnås overføring af jævnstrømssignalering ved, at isolationeringstransformeren suppleres med et relæ (Figur 4-5). Relæet kan via kontakten i linjesiden overføre sløjfetilstanden (pålagt/afløftet apparat) fra apparatsiden til linjesiden. Denne type transformere produceres ikke længere, men anvendes stadig aktivt mange steder. Figur 4-3 Endepunkt afslutning for en telefoninstallation på 132/400 kv- transformerstation med tilslutning til det offentlige alarmsystem. Sammenfattende kan siges, at isolationstransformere i praksis hovedsagelig anvendes som endeudstyr dels som beskyttelse mod høje stationspotentialer, dels som beskyttelsesudstyr mod inducerede spændinger fra linjen. Ved ledninger, som forbinder stærkstrømsrelæudstyr, er isolationstransformere hyppigt anvendt. Ved opdeling af linjesiden i to viklinger muliggøres en konstant overvågning af hjælpekorerne. Beskyttelsen suppleres undertiden med afledningsspoler Indsættelse af neutraliseringstransformere En neutraliseringstransformer består af en primærvikling og et eller flere par sekundærviklinger på en lukket jernkerne. Primærviklingen forbindes i serie med kabelkappe eller en skærmleder, og sekundærviklingerne forbindes i serie med kommunikationsledningens korer. Figur 4-4 Potentialforløb i forhold til jord for kommunikationsledning henholdsvis med og uden neutraliseringstransformere indsat. Side 31 af 151

32 I Figur 4-4 nederst viser den punkterede linje potentialforløbet i forhold til jord, som ville fås på kommunikationskorerne uden neutraliseringstransformere og forudsat, at kapaciteten til jord kan betragtes som ensartet fordelt. Betragtes et afsnit mellem to jordingspunkter, vil der praktisk taget induceres samme spænding i skærmlederen som i kommunikationskorerne, og denne spænding vil fremkalde en strøm gennem primærviklingen, hvis egenimpedans må forudsættes stor i forhold til de øvrige impedanser i skærmlederkredsløbet. Spændingsfaldet i skærmlederkredsen lægger sig da praktisk taget udelukkende over primærviklingen, og forudsætte omsætningsforholdet 1:1:1, vil der i de to sekundærviklinger induceres spændinger, som er modsatrettede og i størrelse omtrent lig med de inducerede spændinger fra højspændingsledningen. Den resulterende potentialfordeling bliver derfor som vist på den fuldt optrukne linje Overspændingsafledere i kommunikationsledningen Opsætning af overspændingsafledere i enderne af og langs (kontrolboksen), den inducerede kommunikationsledning, er den billigste og hyppigst benyttede beskyttelsesforanstaltning. Overspændingsaflederen indsættes mellem linjens korer og en etableret jordforbindelse (jordelektrode). Funktionen af overspændingsaflederen er, at overskrider en induceret spænding mod jord tændspændingen, oftest 350 V, som er karakteristisk for overspændingsaflederen på den beskyttede kommunikationsledning, vil denne tænde og aflede spændingen til jord. Derved fremkommer en strøm gennem aflederen, ledningen og til jord, og hvis denne strøm ikke overskrider de værdier, som kan tillades for aflederne, vil disse slukke, når den inducerede spænding forsvinder ved bortkobling af fejlen på højspændingsnettet. Aflederen er derefter klar til fornyet funktion, næste gang en induceret spænding af farlig størrelse optræder. Aflederne tillader jævnstrømsimpulsering på de beskyttede ledninger og indvirker kun i ringe grad på transmissionsegenskaberne ved normal drift, medens de i funktionsøjeblikket ødelægger disse fuldstændig. Løsningens spændingsreducerende virkning afhænger af overspændingsafledernes afledningsmodstand til jord samt impedansen i den ækvivalente generatorimpedans hidrørende fra de to lederes parallelføring. Det vil sige, at jordspydenes impedans i forhold til fjern jord vil have stor indflydelse på den spænding, der ligger på aflederne i tændt tilstand, da disse afleder gennem jordspydene. Der tilstræbes normalt en overgangsmodstand på <10 Ω. Det er derfor altid nødvendigt at foretage en beregning til verificering af løsningens anvendelighed. Side 32 af 151

33 Sammenfattende kan siges, at overspændingsafledere er den beskyttelsesforanstaltning, der normalt anvendes i forbindelse med nærføringsproblemer, specielt når det drejer sig om ledninger, hvor en kortvarig afbrydelse af normale driftsforhold kan tolereres. Anvendes der sikringer på de beskyttede ledninger, må der ved hensigtsmæssig placering sørges for, at disse sikringer ikke smelter, når aflederne er i funktion, og gør disses beskyttende virkning illusorisk. Anbringelsen af aflederne må afvejes under hensyntagen til den aktuelle nærføring Beskyttelsesforanstaltninger under arbejde på nærførte kommunikationsledninger Arbejde på anlæg, som kan antage farlige spændinger, herunder nærførte kabler og anlæg udsat for nærføringspåvirkning i øvrigt, skal udføres i overensstemmelse med BEK 1114 (+tillæg) og ITU-T K.68. Kun særligt instrueret personale bør foretage arbejde på nærførte ledninger, hvor der er risiko for farlige inducerede spændinger. Ved sådanne arbejder må der ikke samtidig kunne ske en berøring af de udsatte dele og jord. Dette kan undgås enten ved fuldstændig isolering fra jord eller ved isolering i forhold til de udsatte dele. De farligste tilfælde opstår, hvor nærføringen vedrører anlæg tilhørende et elforsyningsselskab - f.eks. nærførte manøvrekabler eller andre kabler og luftledninger i nærføring med højspændingsledninger (eller -kabler). Arbejde på kabler Ved arbejde på kabler parallelført med 132/150 kv eller 400 kv-linjer skal der tages hensyn til forholdene og graden af nærføring: Som minimum skal der inden åbning af muffer eller overskæring af kablet etableres en ledende forbindelse (skærmoverførsel) mellem kablernes metalliske kapper og eventuel armering. De to kabelskærme forbindes indbyrdes til hinanden og til jord. Jordforbindelsen (min. 16 mm 2 Cu) etableres til et jordspyd. Ved lange parallelføringer og/eller der hvor det i anlægsdokumentationen er nævnt, skal der træffes aftale med den driftsansvarlige for højspændingsledningen, om der skal foretages særlige sikkerhedsforanstaltninger f.eks. afbrydelse af den strømførende ledning. Ved arbejde på kommunikationsanlæg, hvor personalet er vant til at betragte alle anlæg som ufarlige, kan det være påkrævet at markere de som regel ganske få anlæg, som kan udsættes for farlige inducerede spændinger på en særlig måde i henhold til gældende regler. Ved arbejde på kommunikationskabler i nærheden af højspændingsmaster skal der tages hensyn til, at der ved kortslutning til jord i højspændingsmaster kan opstå forhøjede jordpotentialer, og i den forbindelse kan et "åbent" kabel betragtes som fjern jord. Side 33 af 151

34 Hvis det forhøjede jordpotential eller den inducerede spænding på kablet overstiger gældende spændingsgrænser, skal der altid arbejdes efter gældende L-AUS-regler. 4.3 Personbeskyttelse og afhjælpningsforanstaltninger ved røranlæg Grænseværdier m.v. BEK 1114 (+tillæg) foreskriver alene værdier for begrænsning af berøringsspændingen fra rørledningsanlæg, mens skridtspændinger ikke er behandlet. Ved overholdelse af ovennævnte grænseværdier for berøringsspænding vil der ikke være farlige skridtspændinger tilstede Elektromagnetiske påvirkninger BEK 1114 (+tillæg) beskriver, hvorledes spændingsgrænser er afhængige af påvirkningens varighed og isolation. Bekendtgørelsen skelner mellem tre tilstande i højspændingsnettet, der alle kan give anledning til inducerede spændinger: normal drift af højspændingsledningen, hvor ledningen gennemløbes af en symmetrisk, trefaset driftsstrøm fejl på højspændingsledningen, hvor ledningen gennemløbes af en stor, usymmetrisk strøm i kort tid Automatisk genindkobling, hvor man bevarer en del af synkronismen og en del af overføringsevnen I normaldriftstilfældet kan usymmetrien i belastningsstrømmene i de tre faser sammen med de forskellige afstande mellem de tre faser og en nærført rørledning give anledning til en mindre, induceret spænding, som optræder i lang tid og alene varierer med belastningsstrømmenes variation over tiden. Spændingen må maksimalt andrage 50 V mellem berøringstilgængelige anlægsdele og jord. En spænding på 50 V vil af nogle personer mærkes som et elektrisk stød, men vil ikke give anledning til farlige strømme gennem kroppen. I fejltilfælde vil den inducerede spænding kunne antage større værdier. I det danske transmissionssystem udkobles fejl meget hurtigt, normalt af beskyttelsens første trin på ca. 0,1-0,15 s. Som udgangspunkt kan der regnes med følgende faste tider: 400 kv-net: 100 ms 132/150 kv-net: 150 ms, Side 34 af 151

35 hvor der er etableret kommunikationsforbindelse mellem beskyttelsesrelæerne i de to ender, ellers ms. Den forventede udkoblingstid skal verificeres af ledningsejeren. For at øge driftssikkerheden anvendes der automatisk genindkobling efter spændingsløs pause flere steder i transmissionsnettet. Hvis der stadig er fejl på ledningen, når den kobles ind igen, vil relæet koble ledningen definitivt ud. Der anvendes ikke enpolet genindkobling på højspændingsforbindelser som udelukkende består af kabler. Den spændingsløse pause har følgende tider: 400 kv-net: 800 ms 150 kv-net: 1200 ms 132 kv-net: Ikke automatisk genindkobling Berøringsspændingen må højst andrage en værdi som angivet i Figur 4-5. I Figur 4-5 benyttes symbolet "UTp" for berøringsspændingen. Berøringsspændingen er angivet som en effektiv værdi. Figur 4-5 Tilladelige berøringsspændinger, som funktion af strømmens varighed, (Figur 1 fra BEK 1114 Bilag 1). Det skal bemærkes, at er varigheden af strømmen længere end 10 s skal en maksimal berøringsspænding på 50 V anvendes. Side 35 af 151

36 Kurven vist på Figur 4-5 er baseret på kropsmodstand uden hensyntagen til yderligere modstand som modstand af fodtøj og modstand af ståstedet. Normalt anvendes modstanden i fodtøj ikke til at bestemme den tilladelige berøringsspænding i en nærføringsberegning. Figur 4-6 viser hvordan den tilladelige berøringsspænding vil ændres hvis der tages hensyn til fodtøj og ved varierende jordmodstand. Figuren stammer fra den tidligere stærkstrømsbekendtgørelse afsnit 2, figur C.2 fra 2005 Figur 4-6 Berøringsspænding med hensynstagen til fodtøj og modstand af ståstedet. U STp = Berøringsspænding over kroppen, R a = Yderligere modstande (R a=r a1+r a2), R a1 = Modstand af f.eks fodtøj, R a2 = Modstand til jord af ståsted, Ρ = Specifik jordmodstand, t f =Varighed Er udkoblingstiden større end 10 s, må berøringsspændingen højst andrage 50 V. BEK 1114 (+tillæg) er udformet, så den alene sætter forskrifter for de maksimale spændinger på berøringstilgængelige dele af rørledningen. Dette udtrykkes som spændingsforskelle mellem: samtidigt berøringstilgængelige dele af røranlægget, Side 36 af 151

37 berøringstilgængelige dele af røranlægget og jord, berøringstilgængelige dele af røranlægget og andre samtidigt berøringstilgængelige, elektrisk ledende dele med forbindelse til jord, berøringstilgængelige dele af røranlægget og strømkredse hørende til høj- og lavspændingsinstallationer, som er forbundet til neutral jord, og som er anbragt mindre end 1 m fra røranlægget. Bestemmelserne i bekendtgørelsen sætter således ikke grænser for den inducerede spænding i selve rørledningen, så længe denne ikke er berøringstilgængelig Elektrostatiske påvirkninger Ved arbejde på en frilagt rørledning skal der træffes foranstaltninger mod, at personer ved arbejde på ledningen kan blive udsat for berøringsfarlige spændinger. BEK 1114 (+tillæg) sætter endvidere grænser for de spændinger og strømme, der kan induceres som følge af den elektrostatiske induktion i en isoleret rørledning. Det er her spændingspåvirkningen fra højspændingsledningen, der er årsagen, idet en rørledning under anlæg kan tænkes oplagt på isolerende underlag i en højspændingslednings elektriske felt. For at beskytte personer, der arbejder på ledningen, må den strøm, der kan løbe mellem en isoleret rørledning og jord, ikke overstige 5 ma Beskyttelsesforanstaltninger Der er en række forskellige metoder at beskytte en rørledning mod inducerede spændinger. Disse går som hovedregel ud på, at ledningsanlægget sektioneres, forsynes med en passende beskyttelsesjord, eller at risikoen for berøringsspændinger elimineres gennem potentialforbindelser, der f.eks. kan sikre, at rørledningen og omgivelserne har samme potential. Der kan også foretages beskyttelsesforanstaltninger på højspændingsforbindelsen, såsom magnetsfeltsskærmere. De mest almindlige beskyttelsesforanstaltninger er beskrevet i de efterfølgende afsnit Jordforbindelser i rørledningsanlæg Til imødegåelse af personfare og skadelige påvirkninger af røranlægget forsynes dette med forskellige former for sikkerhedsudstyr, hvis udformning og antal afhænger af, hvor store påvirkningerne er, deres tidsmæssige varighed samt røranlæggets udformning. Overskrider røranlæggets potential den tilladelige værdi for berøringsspændingen ved såvel korttids- som langtidspåvirkning, forbindes røranlægget til jordelektroder. Disse kan være udformet som vandrette elektroder, som jordspyd eller ved berøringstilgængelige dele som jordmåtter. Direkte elektrisk forbindelse (bonding) mellem røranlæggene og jordelektrode anvendes, hvor den driftsinducerede spænding overskrider 50 V langvarigt. Denne installa- Side 37 af 151

38 tionsform søges så vidt muligt undgået på grund af uheldig påvirkning af den katodiske beskyttelse. I stedet for direkte jording kan indsættes styrede overspændingsafledere mellem røranlæg og jordelektroder, som etablerer jordforbindelse, når en grænsespænding overskrides. Gnistgab kan anvendes som forbindelse mellem røranlæg og jordelektrode til korttidsreduktion af den berøringsfarlige spænding. Endvidere monteres gnistgab, hvor installationer og udstyr udsættes for høje inducerede spændinger. Nær transformerstationer og mastejordinger kan der ved jordslutning i højspændingsanlægget opstå et forhøjet jordpotential, som kan give anledning til, at rørledningen antager en spænding, som overstiger de tilladelige værdier. Såvel midlertidige som permanente afhjælpningsforanstaltninger er af samme type som ovenfor anført. Jordforbindelser dimensioneres og placeres, så spændingsgrænserne ikke overskrides, og ved rørledningens endepunkter etableres jordforbindelser med den for rørledningen karakteristiske impedans (bølgeimpedans). Berøringsfarlige spændinger ved målestandere i rørledningsnet undgås ved, at disse er i en lukket udførelse af isoleret materiale, og at den indvendige installation ikke er tilgængelig uden brug af værktøj. For fjernvarmedistributionsledninger gælder, at berøringsspændingerne begrænses, da mange konstruktionsdele er i forbindelse med jord, f.eks. betonfastspændinger. I fjernvarmetransmissionsanlæg er der ofte kun få jordforbundne konstruktionsdele og dermed ikke samme mulighed for, at berøringsspændingerne begrænses Sektioner rørledningen Rørledningen kan opdeles i mindre stykker ved at indskyde isoler flanger eller koblinger. Ved en sektionering af rørledningen kan de berøringstilgængelige dele isoleres fra den del af røret der er påvirket af inducerede spændinger. De påvirkede sektioner kan ligeledes forkortes så spændingspåvirkningen ikke vil overstige grænseværdierne Jordpotentiale udligning Ved de berøringstilgængelige dele af gasledningen kan der etableres potentiale udligning. Isolerende underlag og potentialstyringsnet skal have en sådan udstrækning, at en person først har røranlægget inden for rækkevidde, når han står på det isolerende underlag eller potentialstyringsnettet. Desuden skal røranlægget og alle andre ledende dele, som samtidig kan berøres fra underlaget/nettet, have indbyrdes ledende forbindelse Magnetsfeltsskærmere Ved at etablere magnetsfeltsskærmere på højspændingsforbindelser forbedres skærmfaktoren for forbindelsen. Magnetsfeltsskærmerene vil mindske magnetfeltets påvirkning på omgivelserne og heraf reducere den inducerede spænding på rørledningen. Magnetsfeltsskærmere kan f.eks være ekstra skærmtråde på højspændingsmasterne eller en nedgravet ECC leder (Earth Continuity Conductor) med en kabelforbindelse. Side 38 af 151

39 Beskyttelse af anlæg for katodisk beskyttelse (KTB-stationer) I nærføringsområder kan normalt ikke anvendes offeranodeanlæg til katodisk beskyttelse af røranlægget, idet vekselstrømspåvirkninger fra højspændingsanlægget kan forårsage en nedbrydning af anoden; i områder med nærføring installeres derfor anlæg for påtrykt strøm. KTB-stationernes strømforsyning er normalt tilsluttet det offentlige elforsyningsnet. KTB-stationens transformer og ensretter beskyttes mod lynnedslag og høje inducerede spændinger ved hjælp af filtre og gnistgab. Højspændingsledningens driftsstrøm kan inducere en spænding, som giver mulighed for en afledning til anodebedet gennem ensretteren. Den katodisk beskyttede rørledning sikres mod overbeskyttelse som følge af ensretning af den afledte strøm samtidig med, at ensretterkredsløbet sikres mod ødelæggelse ved montering af vekselstrømsfiltre mellem rørledning, anode og ensretter Beskyttelsesforanstaltninger under arbejde på nærførte rørledninger Fraisolering af røranlæg Der kan optræde berøringsfarlige spændinger over de isolerende koblinger, som anvendes til opdeling af røranlægget og til fraisolering af stationsanlæg, hvor koblingerne er tilgængelige. Ved reparationsarbejder etableres midlertidige udlignings- og jordforbindelser, og under arbejdet på rørledningen kan anvendes isolerende værktøj, beklædning og underlag. Endvidere kan arbejdsmandskabet beskyttes ved anvendelse af isolerende jordmåtter Spændingsproblemer ved rørsamlinger I rørledninger, der er henlagt på jordoverfladen eller frit tilgængelige i ledningsgraven i forbindelse med anlægsarbejder, kan der i nærføringsområder induceres farlige spændinger. Til imødegåelse af berøringsfarlige spændinger etableres løbende jordforbindelser og elektriske udligningsforbindelser såvel ved rørledningen i graven som ved rørledningen på jorden, og forinden samling af rørene forbindes disse med isolerede ledningsforbindelser. Disse forholdsregler skal kombineres med brugen af isolerende værktøj, beklædning og underlag. Ved renoveringsarbejder sikres anlægget tilsvarende, herunder også signalkabler Potentialforhold ved HVDC-anlæg De nærføringsproblemer, der opstår mellem vekselstrømsanlæg og metalliske rørledninger, eksisterer ikke ved HVDC-anlæg, da jævnstrømmen ikke kan inducere spændinger og strømme i rørene. HVDC-anlæg udført som bipoler eller som anlæg med separat metallisk returleder vil ligeledes ikke give anledning til problemer, men ved anlæg med jorden som returleder kan der opstå problemer i forhold til rørledningernes korrosionsbeskyttelse som følge af potentialændringer i området omkring elektrodestationerne. Når der går stor strøm i elektrodeanlægget, vil jordpotentialet i stationens omgivelser blive ændret afhængigt af jordresistiviteten i omgivelserne. Figur 4-7 viser et eksempel på målte potentialer omkring en elektrodestation ved en jævnstrøm på A. Afhængig af effekt- Side 39 af 151

40 retningen i HVDC-anlægget kan elektrodestationen fungere som enten anode eller katode, og potentialerne kan være positive eller negative i forhold til neutral jord. KTB-anlægget på en metallisk rørledning skal fastholde rørets potential i forhold til den omgivende jord inden for et meget lille interval. Når den omgivende jords potential varierer langs rørledningen, er dette ikke umiddelbart muligt, og effekten af den katodiske beskyttelse reduceres. Der er flere muligheder for at imødegå problemet: Mindske potentialvariationen fra elektrodestationen ved at: etablere HVDC-anlægget med metallisk returleder, holde stor afstand mellem elektrodestation og rørledning, lægge begrænsninger i driften af HVDC-anlægget, så returstrøm i jorden kan undgås eller reduceres. Mindske virkningen på det metalliske røranlæg ved at: opdele røret i mindre, adskilte sektioner med hver sit KTB-anlæg, give rørledningen en potentialvariation, der svarer til variationen i potentialet i den omgivne jord. Side 40 af 151

41 Figur 4-7 Potentialfordeling omkring en elektrodestation. En metallisk returleder er meget omkostningskrævende ved lange HVDC-forbindelser. Ved planlægning af nye elektrodestationer og/eller rørledningsanlæg er det en fordel at holde stor afstand mellem disse, men det er meget kostbart at flytte eksisterende anlæg. Ved et bipolært HVDC-anlæg med mulighed for hel eller delvis monopolær drift kan man forestille sig, at forskellen i strøm mellem de to poler og dermed jordstrømmen begrænses til en procentdel af fuldlaststrømmen. Dette vil imidlertid ofte være uacceptabelt for operatøren af HVDC-anlægget, idet det vil være en væsentlig begrænsende faktor for driften af anlægget. Opdeles den metalliske rørledning i flere, mindre sektioner ved hjælp af isolerende koblinger, vil jordpotentialets variation langs den enkelte rørsektion blive så lille, at det ikke forhindrer funktionen af den katodiske beskyttelse. Etablering af isolerende koblinger og ekstra KTB-anlæg er forholdsvis billig ved anlæg af nye rørledninger og giver kun få gener i den daglige drift, hvorimod det er kostbart at indsætte isolerende koblinger i eksisterende rørledninger. En potentialvariation på langs af rørledningen kan opnås ved, at man sender en strøm igennem rørledningen, så spændingsfaldet tilpasses potentialforholdene i den omgivende jord. Den strøm, der sendes igennem rørledningen, må imidlertid varieres i takt med øjeblikkelig Side 41 af 151

42 driftstilstand i HVDC- anlægget, da potentialforskellene er afhængige af den strøm, der løber i jorden AC-korrosion I den udenlandske litteratur om nærføringsforhold har den såkaldte AC-korrosion (vekselstrøms-korrosion) på en nærført rørledning været omtalt siden Hvor overfladebelægningen ikke er helt tæt, har rørledningen jordforbindelse til omgivelserne. Den inducerede spænding forårsager, at en vekselstrøm flyder gennem hullet i overfladebelægningen. Denne vekselstrøm overlejrer den katodiske beskyttelsesstrøm, og der indtræder en forskydning af beskyttelsespotentialet. I områder med kraftige vekselstrømspåvirkninger har det vist sig, at standardbeskyttelsespotentialet ikke i almindelighed kan anvendes som kriterium for korrekt katodisk beskyttelse. Virkningsmekanismen og de indgående parametres betydning (jordresistivitet, surhedsgrad, iltindhold, hulstørrelse m.v.) er beskrevet i EN "Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines Application to cathodically protected pipelines", ligesom der er angivet øvre grænser for den inducerede spænding. 4.4 Afhjælpningsforanstaltninger for støj fra elektriske tog Støj Støjstrømme fra elektriske tog bliver sendt rundt i køreledningssystemet på samme måde som traktionsstrømmen (50 Hz). Sugetransformersystemets effektivitet er faldende ved stigende frekvens, derfor er det vigtigt at kende støjspektrene, der udsendes fra de elektriske tog, når man laver nøjagtige beregninger. Støjspektrene ændrer sig ved forskellige køresituationer. For at hindre udbredelsen af støjstrømme i køreledningsanlægget kan der i eltogene være et støjfilter. Støjfilterne er bygget på togtransformatorernes primær- eller sekundær side. Normalværdien for støjstrømmen er 1,5 Apso for et elektrisk tog, seappendiks E - Beskrivelse af elektrificerede jernbaner. For et ellokomotiv er kravet, at den maksimale støjstrøm ikke må overstige 2,5 Apso ved fejl og tog i forspand (to ellokomotiver, der f.eks. trækker et godstog) er grænseværdien 2 gange større, så den maksimale støjstrøm per tog er 3,5 Apso. Den samme grænseværdi gælder for elektriske togsæt. Da disse tog kan bestå af op til fem togsæt med fire vogne, er grænseværdien per togsæt 5 gange mindre end 3,5 Apso, nemlig 0,95 Apso. På Figur 4-8 ses et eksempel på overføringsimpedanser for 800 Hz. Side 42 af 151

43 Kortslutningsstrøm i ka Kortslutningsstrøm som funktion af afstand Afstand fra fordelerstation i km Figur 4-8 Overføringsimpedanser for 800 Hz som funktion af afstanden mellem jernbane og paralleltliggende nærført kabel. For EA-lokomotiver vil støjspektret i normal drift ligge i et frekvensområde med maksimalværdier ved 1.500/2.250 Hz. Ved fejl vil den ene halvdel af vekselretteren falde ud, og de frekvenser, der generer, vil ligge på den halve værdi 750/1.125 Hz. Når den ene halvdel falder ud, vil støjstrømmene stige til en værdi, der er 2 større end ved normal drift. De samme forhold er gældende for øvrige typer af eltog Yderligere information om Banedanmarks anlæg De angivne informationer om overføringsfaktorer, drifts-, kortslutnings- og støjstrømme er mere komplicerede end vist i dette afsnit. Har man behov for flere informationer ved et konkret nærføringstilfælde, kan man kontakte Banedanmark og få hjælp om flere oplysninger. 5. Nærføring med kommunikationsanlæg 5.1 Retningslinjer for projektering ved nærførte kommunikationsanlæg Ved planlægning og projektering af kommunikationsanlæg i nærheden af højspændingsanlæg eller omvendt skal nedenstående punkter indgå i sagsbehandlingen. Nærføringssager mellem højspændingsanlæg og kommunikationsanlæg foretages som beskrevet i overenskomsten i Bilag 3 Overenskomst mellem højspændingsanlæg og telekommunikationsanlæg Underretning om nyanlæg og ændringer af bestående anlæg I tilslutning til de givne almindelige regler i BEK1082 om anmeldelsespligt, er der for så vidt angår højspændingsledninger og stationsanlæg truffet følgende aftale vedrørende underretning om nyanlæg og ændringer af bestående anlæg. Side 43 af 151

44 Højspændingsledninger Ved projekteringen af en ny højspændingsledning, som kan indebære risiko for forstyrrende eller farlige påvirkninger på kommunikationsledninger, påhviler det ejeren af den kommende ledning at give de mulige påvirkede selskaber (TDC, Banedanmark, privatbaner m.fl.), som kan berøres af den nye ledning, underretning om den påtænkte linjeføring på et så tidligt tidspunkt som muligt. På tilsvarende måde ageres ved ændringer i bestående ledninger eller i deres udnyttelse, som medfører, at en sådan risiko kan komme til at foreligge. En tilsvarende underretning skal finde sted, hvis et kommunikationskabel ved krydsning med en højspændingsledning kommer nærmere end 15 m fra et mastefundament, så det efter en beregning, der må udføres i samråd med ejeren af kommunikationskablet, kan afgøres, om ekstraordinære forholdsregler skal iagttages for at imødegå risiko for gennemslag fra kabelkappe til korepar i kablet i tilfælde af enfaset jordslutning i den pågældende mast. For TDC gælder, at der under alle omstændigheder skal træffes særlige forholdsregler ved fremføringer inden for en afstand af 15 m fra mastefundamenter tilhørende højspændingsanlæg i effektivt jordet net (driftsspænding større end 60 kv) Transformerstationer Desuden skal underretning finde sted, når der etableres eller ændres på højspændingsstationer af den type, hvor væsentlige potentialstigninger kan optræde, det vil sige stationer med højspændingssystemer med direkte jordforbundet transformerstjernepunkt. De oplysninger, der skal gives, er følgende: a) Stationens jordovergangsmodstand og driftsspænding. b) Den geografiske placering af stationens ydre afgrænsning (hegn) eventuelt med angivelse af bygninger og lignende. c) Størst forekommende stationsjordpotential sammen med en tilkendegivelse af, at det driftsansvarlige teleselskab vil blive underrettet, hvis ovennævnte oplysninger ændres, og specielt såfremt jordpotentialet i forhold til fjern jord vil kunne overstige Veff på transformerstationer. d) Placering af højspændingskabler med uisoleret metalkappe eller uisoleret armering indtil en afstand, målt langs kablet, af tre gange stationens sikkerhedsafstand, normalt 105 meter målt fra stationens hegn. Side 44 af 151

45 5.1.2 Oplysninger og beregninger Ved projektering af ny højspændingsledning og/eller ændring af bestående anlæg Ved underretning om projektering af ny højspændingsledning eller ændring af bestående ledning skal fremsendes oversigtsplaner med indtegning af højspændingsledningens trace samt beregninger over de inducerende strømmes størrelse under enfaset jordslutning på den pågældende ledning med angivelse af jordslutningsstrømmens størrelse og fordeling som funktion af fejlstedets beliggenhed. Tillige anføres skærm-faktoren hidrørende fra højspændingsledningens jordledere eller kablets metalliske skærm. Størrelsen af de inducerende strømme angives dels på idriftsættelsestidspunktet. På grundlag af disse oplysninger undersøger de berørte instanser de nærføringer, som kan fremkomme, og der foretages beregninger af størrelsen af de forstyrrende eller farlige påvirkninger, som kan forventes. Herunder benyttes en gennemsnitsværdi for jordresistiviteten på 25 Ωm, medmindre særlige forhold berettiger anvendelsen af andre værdier. Under beregningerne medtages virkningen af sådanne skærmende ledere, som er bekendt ved nærføringens projektering (jordledere, metalliske skærme på kabler og eventuelle gennemgående ledere). Resultatet af foretagne undersøgelser og beregninger skal tilstilles ejeren af højspændingsanlægget Ved projektering af ny kommunikationsledning Ved projekteringen af ny kommunikationsledning, som kan formodes at blive udsat for forstyrrende eller farlige virkninger fra nærførte højspændingsledninger, påhviler det ejeren af kommunikationsledningen at foretage de fornødne undersøgelser samt herunder at indhente oplysninger om de inducerende strømmes størrelse hos ejeren af højspændingsanlægget. Resultatet af foretagne undersøgelser og beregninger skal tilstilles ejeren af højspændingsanlægget. For så vidt, det drejer sig om kommunikationsanlæg, der skal udføres på arealer tilhørende vedkommende anlægsejer, og der foreligger deklaration vedrørende højspændingsledningens tilstedeværelse på eller over de pågældende arealer, skal der ageres i overensstemmelse med deklarationsbestemmelsen i elsikkerhedsloven, hvilket normalt vil betyde, at undersøgelser og beregninger påhviler ejeren af højspændingsanlægget, der må underrette ejeren af kommunikationsanlægget om undersøgelses- og beregningsresultater Måling af de forstyrrende virkninger Viser beregningerne i forbindelse med projekterede nyanlæg, som indebærer nærføring, en sådan størrelse af de forstyrrende eller farlige påvirkninger, at disse ligger i nærheden af de tilladelige værdier, bør der foretages kontrolmålinger efter udførelsen af anlægget medmindre det er besluttet at træffe foranstaltninger til nedbringelse af de inducerede spændinger eller til begrænsning af deres virkninger. Side 45 af 151

46 Fremskaffelsen af beregningsgrundlaget og udførelsen af beregningerne Fremskaffelsen af beregningsgrundlaget og udførelsen af beregningerne eller af eventuelle målinger må gennemføres med fornøden hurtighed og må ikke medføre unødige forsinkelser af anlægsvirksomheden Foranstaltninger til nedbringelse af de elektriske påvirkninger og/eller begrænsning af disses indflydelse på kommunikationsanlægget Hvis det på grundlag af de foretagne beregninger eller målinger findes, at de tilladelige grænseværdier for de elektriske påvirkninger overskrides, skal der træffes foranstaltninger til at nedbringe de inducerede spændinger eller til at begrænse deres virkninger. Herom træffes der de fornødne aftaler mellem de implicerede parter så rettidigt, at foranstaltningerne kan udføres inden idriftsættelsen af nyanlægget eller ændringen. Der skal tilstræbes sådanne foranstaltninger, som giver den bedste løsning i teknisk og økonomisk henseende. Foranstaltningerne iværksættes af ejeren af de anlæg, hvor foranstaltninger skal træffes. Med hensyn til foranstaltninger truffet på kommunikationssiden skal vedkommende ejer af kommunikationsanlægget omgående efter foranstaltningernes udførelse sende officiel færdigmelding til vedkommende ejer af højspændingsanlægget. Højspændingsledningen må ikke sættes under spænding, før ejeren af højspændingsanlægget har modtaget officiel meddelelse med færdigmelding vedrørende de aftalte aktuelle foranstaltninger Protokol over nærføringssager Som det fremgår af overenskomsterne for nærføringsudvalget er hver enkelt af parterne i en nærføringssag forpligtet til at opretholde arkiv og dokumentationsgrundlag for nærføringssager. Overenskomsterne kan findes på nærføringsudvalgets hjemmeside: eller i Bilag Registrering hos ejeren af højspændingsanlægget Højspændingsanlæggets ejer skal føre protokol over alle behandlede nærføringssager, hvoraf skal fremgå: a) Størrelsen af den forudsatte (beregnede) strøm i højspændingsledningen som funktion af beliggenheden af supponerede fejlsteder med angivelse af det udbygningsstadium for højspændingsnettet, som er lagt til grund for beregningen. b) Størrelsen af de beregnede inducerede spændinger i nærførte kommunikationsledninger. c) Resultatet af eventuelle foretagne kontrolmålinger som udføres i samarbejde med ejere af nærførte kommunikationsanlæg med henblik på en stillingtagen til omfanget af de nødvendige beskyttelsesforanstaltninger. d) Eventuelle beskyttelsesforanstaltninger, der måtte være truffet aftaler om. Side 46 af 151

47 e) Alle forhold, herunder også arten af udførte særforanstaltninger vedrørende krydsninger, hvor et kommunikationskabel kommer nærmere end 15 m fra et mastefundament for højspændingsledninger. f) Respektafstand ved højspændingsmaster. Det vil sige, i hvilken afstand fra masten jordpotentialet er under 650/430 V (effektiv værdi) ved kortslutning til jord ITU-T K.68. g) Stationspotentialet ved enfaset kortslutning til jord for sådanne stationer, hvor der kan være fare for, at stationspotentialet kan komme til at overstige 430 V (effektiv værdi). Dog tillades et stationspotential på 650 V (effektiv værdi) forudsat, at højspændingsanlægget udkobles automatisk, og at udkoblingstiden er højest 0,5 s, jf. ITU-T K.68. Det påhviler vedkommende nærføringsvolder at drage omsorg for, at protokollen ajourføres i takt med nettets udbygning (og deraf følgende ændringer i beregningsforudsætningerne), så ejerne af nærførte kommunikationsanlæg i god tid adviseres, så eventuelle foranstaltninger til imødegåelse af forstyrrende eller farlige virkninger som følge af den voksende jordslutningsstrøm kan iværksættes Registrering af nærføringer hos ejeren af nærførte kommunikationsledninger Hos ejeren af nærførte kommunikationsledninger skal alle nærføringer protokolføres på en sådan måde, at nærføringer, der hører til en bestemt højspændingsstrækning, samles under et. Udgangspunktet for den enkelte registrering er nærføringens oprettelse, og hovedindholdet er det beregningsgrundlag, der efter reglerne skal tilstilles ejeren af højspændingsanlægget. Derudover skal registreringen indeholde alle de afgivne oplysninger til højspændingsselskabet og indeholde oplysning om alle indtrufne fejl og uregelmæssigheder samt disses konsekvenser for driften af svagstrømsanlæggene. 5.2 Eksempel på beregning af induceret spænding i kommunikationsanlæg eller -kabel Formålet med eksemplerne i håndbogen er at vise, hvorledes de praktiske beregninger kan foretages. Eksemplerne skal ikke illustrere en fuldstændig nærføringssag. I det følgende er vist materiale og en beregning af induceret spænding i et kommunikationskabel. Eksemplet stammer fra en nærføringssag på strækningen mellem Bjæverskov og Ishøj. Regneark m.v. fra TDC er tilrettet, så det kan benyttes til illustration af eksemplet i håndbogen. Side 47 af 151

48 5.2.1 Data for højspændingsluftledning og kommunikationsledning Detailkort (DTK) over området med indtegnet højspændingstrace haves på CD-ROM (1:25.000). Kommunikationskabeltrace indtegnes på DTK. Skærmfaktor (kl) for højspændingsledning opgives til 0,6006 (tidligere SEAS nu SEAS-NVE). Eventuelt kabelskærmfaktor (k2) for kommunikationsledning. Ikke oplyst i det konkrete tilfælde Afstande og kortslutningsstrømme På Figur 5-1 ses oversigt over nærføringsstrækningen. Nærføringsskitse tegnes med angivelse af: projiceret længde af kabel (l) minimum- og maksimumafstand til luftledning afstand til højspændingstransformerstationen. Figur 5-1 Nærføringsskitse med angivelse af afstande og længder. På Figur 5-2 ses en kurve over den enfasede jordslutningsstrømsfordeling som funktion af afstanden fra Bjæverskov. Side 48 af 151

49 Figur 5-2 Kortslutningsstrømmen i ka (hængekøjekurve) Beregning af gensidig impedans I dette tilfælde forløber de to ledninger (traceer) ikke parallelt, hvorfor det er nødvendigt at benytte metoden for opdeling i dellængder for ikke retlinjet højspændingsledning. Metoden er beskrevet i Appendiks F - Gensidig impedans for ikke parallel nærføring. Den gensidige impedans beregnes ved opslag af impedanskomposanter i kurveblade (R + X) for ikke parallel nærføring. Kurverne er vist som Figur 5-3 og Figur 5-4. Side 49 af 151

50 Figur 5-3 jord. Resistanskomposant for gensidig impedans for ikke parallelle ledere med fælles retur i Side 50 af 151

51 Figur 5-4 jord. Reaktanskomposant for gensidig impedans for ikke parallelle ledere med fælles retur i Derefter inddateres Amaks og Amin, længde af dellængderne, resistans- og reaktanskomposanterne for den specifikke gensidige impedans i Ω/km i regnearket. Resistans- og reaktanskomposanterne adderes separat, hvorefter den numeriske værdi af den totale gensidige impedans beregnes ud fra formlen: Z g 2 = R + X 2 [ ] For den pågældende nærføringssag ses beregningen af den gensidige impedans ved hjælp af regneark i Skema 5.1. Side 51 af 151

52 Linje: BJS-ISH Nærføringsnr.: KHV 3 Afstand til fejlsted 4,1 Fra: BJS Nr. Amaks [m] Amin [m] L [m] r x R [Ω] X [Ω] [Ω/km] [Ω/km] ,18 0,032 0,024 0, , ,49 0,037 0,04 0, , ,09 0,041 0,067 0, , ,02 0,045 0,088 0, , ,1 0,047 0,142 0, , ,04 0,048 0,02 0, , ,41 0,048 0,155 0, , ,04 0,048 0,2 0, , ,06 0,048 0,19 0, , ,03 0,046 0,14 0, , ,16 0,034 0,05 0, , ,31 0,027 0,022 0, , , , , , , , , , lzgl = 2 2 R + X = 0,31253 Skema 5.1 Beregningen af den gensidige impedans Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Af Figur 5-2 fremgår det, at den inducerende, enfasede jordslutningsstrøm er 11,13 ka (også benævnt 3I 0). Den maksimalt, inducerede spænding for ideelt isolerede ledere kan beregnes efter formlen: E = i 3I 0 Z g [V] I beregningseksemplet indgår en faktor "0,9", som er udtryk for en minimumskærmfaktor (civilisationsfaktor), som forventes at være til stede i de fleste tilfælde. I enkelte tilfælde har det været muligt at bestemme den aktuelle skærmfaktor ved måling. Med den ovenfor beregnede totale gensidige impedans fås den maksimalt inducerede spænding i kommunikationskablet i tilfælde af enfaset jordslutning på højspændingsluft- Side 52 af 151

53 ledningen under hensyntagen til skærmninger (højspændingsledningens skærmfaktor, kl, og civilisationsfaktor): 11,13 ka 0, ,6006 0,9 = 1,88[ kv ] I det viste eksempel er størrelsen af den inducerede spænding ca V, hvilket overstiger maksimumværdien på 650 V. Problemet kan løses ved at anvende transformere eller overspændingsafledere. Det vil imidlertid ikke altid være uproblematisk at anvende overspændingsafledere, hvorfor en beregning altid skal foretages. Side 53 af 151

54 6. Nærføring med metalliske rørledningsanlæg 6.1 Retningslinjer for projektering ved nærføring med rørledningsanlæg Ved planlægning af rørledningsanlæg i nærheden af højspændingsanlæg bør nedenstående punkter tages med i overvejelserne. Nærføringssager mellem højspændingsanlæg og kommunikationsanlæg foretages som beskrevet i overenskomsten i Bilag 2 Overenskomst mellem højspændingsanlæg og metalliske rørledninger Elektriske påvirkninger Ved planlægning af et længere parallelforløb skal først og fremmest deklarationsområdet omkring højspændingsledningen respekteres. Typiske værdier for deklarationsbredde for højspændingsluftledninger ved forskellige spændingsniveauer er: Spændingsniveau 400 kv kv kv kv Typisk deklarationsbredde - afhængig af mastetype 60 m 30 m 20 m 12 m Deklarationsbredden er bredden af det samlede areal placeret symmetrisk omkring højspændingsluftledningen. Deklarationsbredden og dermed deklarationsområdet kan variere for de enkelte ledninger og kan altid oplyses ved henvendelse til det elselskab, der har driftsansvaret for den pågældende ledning. Deklarationsbredden ved højspændingskabler er forskellig alt efter spændingsniveauet. Nogle typiske værdier ved forskellige spændingsniveauer er: Spændingsniveau 400 kv (132-)150 kv kv Typisk deklarationsbredde 8 m 8 m 6 m Deklarationsbredden er angivet som den totale bredde symmetrisk omkring det nedgravede kabelsystem. Ved krydsning anbefales det, at den metalliske rørledning krydser såvel højspændingsluftledninger i en hensigtsmæssig afstand fra den nærmeste mast. Endvidere bør størst mulig krydsningsvinkel søges opnået ved krydsning af såvel højspændingsluftledning som højspændingskabel. Side 54 af 151

55 Hvis der i planlægningen forekommer en nærføring mellem rørledninger og højspændingsluftledninger, -kabler eller -stationer, skal konsekvensen heraf vurderes, og om nødvendigt skal der gennemføres beregninger. Viser det sig, at de beregnede værdier overskrider BEK 1114 (+tillæg) grænser, skal den planlagte strækning af rørledningstracéet afmærkes på projektplanerne som nærføringsområde, så nødvendige tiltag til reduktion kan foretages. Det pointeres, at hvis rørledningen gennemløber et nærføringsområde, kan de inducerede spændinger på rørledningen være farlige op til km borte fra nærføringsområdet. Hvor anvendelse af modpartens deklarationsområde til linjeføring, krydsning, kørsel med maskiner, oplæg af jord og materialer m.v. skønnes hensigtsmæssig, skal tilladelse til denne anvendelse søges i hvert enkelt tilfælde Anlæg for gasudblæsning Etablering af anlæg til gasudblæsning skal anbringes så langt fra højspændingsanlæg, at antændelse ikke kan forekomme Minimumsafstande I tilfælde, hvor de generelle afstandskriterier, som anført overfor, ikke kan overholdes, kan følgende elektrisk betingede, absolutte minimumsafstande anvendes: Spændingsniveau Minimumafstand Afstand mellem mastefundament og rørledning: kv og derover: 10,0 m - Under 132 kv: 3,0 m Afstand mellem mastejording og rørledning: 2,0 m - I helt specielle tilfælde (kræver særlige foranstaltninger) 0,5 m Afstand mellem højspændingskabler og rørledninger: - Parallelføring 1,0 m - Krydsning (kræver særlige foranstaltninger) 0,3 m Ved anvendelse af disse minimumsafstande skal der ved nærføring mellem rørledninger og højspændingskabler skabes sikkerhed for, at en sådan minimumsafstand ikke væsentligt forringer mulighederne for normal drift og vedligeholdelsesarbejder på nærførte anlæg. Minimumsafstanden er afstanden mellem de to anlægs ydre begrænsninger. Der må ikke uden nærmere tilladelse foretages opgravning nærmere mastefundamenter og andre mastekonstruktionsdele end 10 m + anlæg 1:1. Side 55 af 151

56 Minimumafstande ved krydsning af gasledninger Afstanden mellem gasledninger og andre ledningsanlæg skal altid være sådan, at det er muligt at foretage reparationer på ledningerne. Derudover gælder en række mindsteafstande mellem rørledningsanlæg og elkabler. En detaljeret beskrivelse er angivet i "Pas på gasledningerne Tekniske forskrifter for arbejder i nærheden at naturgasledninger". I det efterfølgende er angivet mindsteafstande mellem gasledninger og elkabler, idet uisolerede ledere skal isoleres, hvis de er nærmere end 5 m. For kabler gælder Afstand(m) Parallelføring(m) < 132 kv 0,3 5,0 >= 132 kv Separat bedømmelse Minimumafstande ved krydsning af olieledninger Ved krydsninger skal der holdes en fri vertikal afstand til FDO s ledninger på mindst: - 0,5 m til fjernvarmeledninger og -kanaler - 0,3 m til andre ledninger og kabler. - El-kabler: Ledninger / kanaler bygningsværker Min afstand Bemærkninger: El-kabler <1 kv 0,3 m 1 kv <El-kabler <132 kv Flere El-kabler eller >132KV 0,3 m 0,5 m Kræver særlige foranstaltninger (flise ml. kabel og olierør belagt m/pe-plade) og nærføringsforhold skal vurderes. Fjernvarme/prærør 0,5 m Temperaturforhold skal vurderes. Parallel føring vil normalt ikke kunne tillades. Ved Styret-Underboring skal olieledningernes placering og dybde konstateres ved frigravning til overkant af rør. For markdræn med 15 cm diameter og derunder kan afstanden nedsættes til 0,15 m. Krydsning med flere højspændingsledninger/kabler kræver en nærmere vurdering. Side 56 af 151

57 6.2 Forholdsregler ved arbejde på rørledninger Arbejde i nærheden af elforsyningsanlæg skal udføres i overensstemmelse med BEK1113 Bekendtgørelse om drift af elektriske anlæg og BEK 1112 Bekendtgørelse om ikkeelektrisk arbejde nær anlæg. Ved arbejde under anlæg og vedligeholdelse af rørledninger i nærheden af højspændingsanlæg er det vigtigt, at personalet er nøje instrueret om risikomomenterne samt formålet med de anvendte beskyttelsesforanstaltninger. Arbejdsledere bør have en uddannelse, så de er fortrolige med de særlige sikkerhedsforanstaltninger Højspændingsluftledninger For arbejder i nærheden af elforsyningsanlæg gælder bestemmelserne i BEK Arbejde inden for en højspændingslednings deklarationsareal skal så tidligt som muligt aftales med det driftsansvarlige elselskab. Ved kørsel eller arbejde med entreprenørmateriel må ingen del af maskinen (inklusive emner der flyttes) komme inden for de angivne respektafstande jf. Figur 6-1 og Figur 6-2. Ved arbejde af længere varighed kan det være hensigtsmæssigt at sikre transportvejene ved markeringsportaler eller at sikre maskinernes bevægelsesområde med blokeringsindretninger. Figur 6-1 Respektafstand fra højspændingsluftledning, kv, BEK Side 57 af 151

58 Figur 6-2 Respektafstand fra højspændingsluftledning, kv, BEK Der skal drages omsorg for, at wirer ved brud ikke kan springe op og berøre højspændingsledninger. Det personale, der befinder sig på jorden, skal så vidt muligt holde sig væk fra køretøjer eller gods ophængt på disse køretøjer, der befinder sig under eller i umiddelbar nærhed af en højspændingsledning. Entreprenørpersonalet på et køretøj, der ved en fejlagtig manøvre er bragt i berøring med højspændingsledninger eller så tæt på, at spændingsoverslag finder sted, må ikke forlade køretøjet. Ved at stige af køretøjet kan man bringe sig i livsfare. Køretøjet skal enten ved egen kraft og uden hjælp fra andre køre bort fra fareområdet eller vente, indtil folk fra elselskabet har bekræftet, at højspændingsledningen er gjort spændingsløs. Først da må køretøjet forlades. Elselskabet skal under alle omstændigheder straks underrettes om det passerede. Der må ikke anbringes jordvolde, f.eks. depoter for opgravet jord, inden for de i Figurerne 6.1 og 6.2 angivne respektafstande. Hvor afstandskravene kun vanskeligt lader sig opfylde, kan der forhandles aftaler med de enkelte elselskaber om med rimeligt varsel at få afbrudt de pågældende ledningsanlæg Højspændingskabler Der må ikke foretages gravearbejde i nærheden af højspændingskabler, medmindre der på forhånd er indhentet oplysninger og anvisninger fra det respektive elselskab. Elselskabet skal på arbejdsstedet angive højspændingskablets placering. BEK 1112 anvisninger er til enhver tid gældende. Side 58 af 151

59 Hvor der er tale om frigravning af højspændingskabler, skal der i god tid forinden træffes aftale med de enkelte elselskaber om afbrydelse eller midlertidig forlægning af de pågældende kabelanlæg eller anden sikring mod personulykker. Hvis der ved arbejde i nærheden af højspændingsledninger og -kabler sker skade på disse, skal skadevolderen straks give besked herom til det pågældende elselskab. Arbejdet standses, indtil elselskabet har godkendt, at det kan genoptages Rørledninger Ved arbejde på alle højspændingspåvirkede rørledninger skal reglerne i BEK 1114 (+tillæg) følges. På grund af påvirkninger fra forhøjet jordpotential skal arbejde på alle højspændingspåvirkede rørledninger, samt arbejde inden for 15 m fra højspændingsluftledningers jordforbundne master og inden for 50 m fra en højspændingsstations ydre begrænsning (f.eks. hegnet omkring friluftsstationer), udføres under anvendelse af udvidet beskyttelse mod elektrisk chok. På grund af elektrostatisk påvirkning og for at modvirke kapacitiv opladning af rørledningsstykker, som er anbragt i åben rørgrav eller overjordisk ved siden af en højspændingsledning med en driftsspænding over 60 kv, anbefales følgende: Ved afstande under 50 m fra yderste faseleder, og hvor rørledningens (del)længder overstiger 150 m, jordes med jordelektroder ved arbejdsstedet, derefter etableres jording for hver 500 m. Ved afstande på 50 m og derover fra yderste faseleder, og hvor rørledningens (del)længder overstiger 500 m, jorder med jordelektroder ved arbejdsstedet, og derefter etableres jording for hver 500 m. Jordelektroderne bør anbringes længst muligt fra højspændingsmaster og højspændingsledninger for at reducere risici ved forhøjet jordpotential ved lynnedslag i master eller fejl i højspændingsanlægget. Jordelektroderne må ikke fjernes, før rørledningen er placeret i rørgraven og sikret permanent. Ved sammensvejsning af nye rørdele til den etablerede rørledning bør følgende procedure anvendes: Alle arbejdspladser langs rørledningen forsynes med isolerende måtter med en tilstrækkelig dimension til, at rørledning og jord ikke kan berøres samtidigt. De to rørsektioner forbindes med en elektrisk forbindelse med et tværsnitsareal svarende til mindst 50 mm² Cu (forbindelsen kan være afsluttet med klemmemuffer med isolerende håndtag). Forbindelsen må først fjernes, efter at en anden udligningsforbindelse er etableret, f.eks. sammensvejsning. Side 59 af 151

60 Arbejdspladser i rørgraven bør holdes fri for vand. Ved regnvejr bør arbejdspladsen afskærmes, så de isolerende måtter forbliver tørre. Da de inducerede spændinger på rørledningen kan være farlige op til km fra nærføringen, bør der foretages undersøgelser af, i hvilken udstrækning ovenstående forholdsregler skal være gældende. Mellem rørledninger og højspændingsmaster må ikke etableres ledende forbindelser. Ved tordenvejr opstår forøget risiko i forbindelse med arbejder på metalliske genstande. Derfor bør i sådanne perioder alt arbejde på selve rørledningen indstilles. 6.3 Beregninger på nærføringsstrækninger Målet med at udføre nærføringsberegninger beregning af elektromagnetisk induktion er at sikre: At BEK 1114 (+tillæg) vedrørende grænser for induceret spænding altid overholdes. At beskyttelsesforanstaltninger etableres på det økonomisk mest gunstige tidspunkt under hensyn til etablerings- og vedligeholdelsesomkostninger. At forberede etablering af beskyttelsesanlæg på steder, hvor man kan forudse, at der kan/vil blive behov for det i fremtiden. Dette kan f.eks. indebære etablering af de nødvendige afhjælpende foranstaltninger såsom jordingsanlæg og isolerende koblinger allerede ved etablering af rørledningen. Som det fremgår af overenskomsten som omhandler nærføring mellem højspændingsanlæg og metalliske røranlæg, er parterne enige om, at beregninger på situationer, hvor parternes anlæg er i nærføring med hinanden, udføres i det af Energinet indkøbte beregningsprogram, RWE TE Parter, der er dækket af ovennævnte aftale, har en forpligtelse til så tidligt som muligt at informere hinanden om nye anlæg og etablere et samarbejde for at undersøge nødvendigheden af afhjælpningsforanstaltninger. Som hovedregel vil beregningerne blive gennemført vederlagsfrit af de implicerede selskaber på basis af data, der indsamles i forbindelse med projektet. Hvis beregningerne viser at der er behov for beskyttelsesforanstaltninger, vil omkostningerne fordeles som beskrevet i overenskomsterne fra nærføringsudvalget. De fleste data er fysiske størrelser, som ikke ændres med tiden, medmindre der sker en direkte ombygning af el- og/eller rørledningen på nærføringsstrækningen. Jordresistiviteten er afhængig af jordens kemi, fugtighed og kan desuden variere meget langs nærføringsstrækningen, og der regnes med en skønnet eller målt middelværdi Normalt anvendes en værdi på 25 Ohm i nærføringsberegningerne. Side 60 af 151

61 For strømmene i højspændingsledningen gælder, at de ændres ved udbygning af elnettet og kan således øges med tiden, selv om der ikke sker nogen fysisk ændring på selve nærføringsstrækningen. For at sikre den økonomisk optimale løsning er det nødvendigt at vurdere, om der er eller i fremtiden kan/vil blive behov for etablering af beskyttelsesforanstaltninger. Dette kan gøres ved at regne med de største strømme, som højspændingsanlægget er dimensioneret til, og hvis det giver beregnede inducerede spændinger, der overskrider grænseværdierne, opstilles et Load Flow scenarier for den pågældende højspændingsforbindelse, hvilket vil give den forventede strøm. Der skal i begge tilfælde tages højde for den værste linjeudkobling. Den største usikkerhed i beregningerne skyldes civilisationsfaktoren, som normalt er ukendt. Denne skal aftales mellem rørlednings- og elselskabet i det konkrete tilfælde, hvis der skal regnes med en civilisationsfaktor, der er mindre end 1,0. Definitionen for civilisationsfaktoren kan ses i afsnit Hvornår skal der udføres nærføringsberegning/vurdering? Beregning/vurdering med driftsstrøm skal udføres når: Højspændingsledningens driftsspænding er højere end 40 kv. Den vandrette afstand mellem højspændingsledningen og rørledningen er mindre end 200 m. Beregning/vurdering med fejlstrømme skal udføres når: Den vandrette afstand mellem højspændingsledningen og rørledningen er mindre end 1000 m Beregning med driftsstrøm 1) Beregning foretages med den dimensionerende strøm for ledningen, det vil sige den største strøm, som ledningen kontinuert kan føre uden ombygning. 2) Hvis denne beregning giver for store inducerede spændinger, foretages beregning med beregnede/simulerede maksimale driftsstrømme Beregning med fejlstrømme 1) Beregning foretages med den største beregnede fejlstrøm, og den maksimale udkoblingstid, som kan forekomme i ledningen for det pågældende år. 2) Hvis denne beregning giver for store inducerede spændinger i forhold til den maksimale udkoblingstid, foretages beregning med realistiske/skønnede udkoblingstider for fejlen. Fejlstrømme angives som hængekøjekurver, og udkoblingstid oplyses. Side 61 af 151

62 6.3.4 Højspændingsanlæg med enpolet genindkobling I effektivt jordede net, hvor der anvendes enpolet genindkobling, skal der tages hensyn til, at der i den spændingsløse pause går en nulstrøm, som kan medføre større induceret spænding end driftsstrømmen ville inducere. Størrelsen af den inducerede spænding ved genindkobling skal vurderes. Definitionen på enpolet genindkobling kan læses i Appendiks D - Beskrivelse af elforsyningsnet Protokol over nærføringssager Som det fremgår af overenskomsterne for nærføringsudvalget er hver enkelt af parterne i en nærføringssag forpligtet til at opretholde arkiv og dokumentationsgrundlag for nærføringssager. Overenskomsterne kan findes på nærføringsudvalgets hjemmeside: eller i Bilag Eksempel på nærføring med naturgasledning I det følgende er vist materiale og en beregning af induceret spænding i en naturgasledning. Eksemplet stammer fra det daværende Københavns Belysningsvæsen, hvor der skulle nedgraves et nyt 132 kv-kabel. Nærføringssagen blev behandlet i forbindelse med projekteringen af kabelforbindelsen, idet naturgasledningen var etableret på det pågældende tidspunkt (1985). Data i eksemplet er taget fra en konkret sag, men skema og figurer er fremstillet til illustration af eksemplet. Tallene stammer fra beregninger udført i det daværende Københavns Belysningsvæsen. I forbindelse med projekteringen af kabelforbindelsen fremsendtes detaljerede kabelplaner til høring blandt andet hos det daværende DONG, nu DGD, som ejer den pågældende naturgasledning. Figur 6-3 Oversigtskort. Side 62 af 151

63 Efter udveksling af data mellem daværende DONG og Københavns Belysningsvæsen udførte begge parter beregninger på nærføringen. Figur 6-3 viser et oversigtskort med gasledning og kabel indtegnet. Skema 6.1 viser data for højspændingskabel og Skema 6.2 data for gasledning. Side 63 af 151

64 6.4.1 Data for højspændingskabel Parameter Enhed Opgivet Skønnet Bemærkninger L m 1460 A m figur 11.4 Maste/kabelkonfig. figur 11.5 U kv 132 Jording effektivt Genindkobling N/A Ingen genindkobling Gl-tid s N/A Skærmfaktor 0,12 Skærmfaktor for kabel Civ.fak. 0,50 Civilisationsfaktor F Hz 50 ρj Ωm 25 Standardværdi benyttet Ibel,dim A 550 Ibel,nu A 550 Den dimensionerende værdi benyttes Ibel,fremtid A 550 I0,dim ka 40 Maks. kortslutningsstrøm, som højspændingsledningen er dimensioneret til I0,nu ka figur 11.6 Se figur I0,fremtid ka figur 11.6 Netberegninger viser I0,GI A N/A ikke stigende værdi Forventet udkoblingstid ms 150 Skema 6.1 Side 64 af 151

65 6.4.2 Data for gasledning Parameter Enhed Opgivet Skønnet Bemærkninger l m 1460 a m se figur 11.4 ρst Ωm 0,16 x 10-6 Standardværdi benyttet ρj Ωm 25 Standardværdi benyttet µr 200 Standardværdi benyttet εr 5 Standardværdi benyttet δ m 0,003 Standardværdi benyttet D m 0,3 ru Ωm² Specifik rørisolationsmodstand Civ. fak. 0,5 Civilisationsfaktor Skema Afstande, konfiguration og kortslutningsstrømme Figur 6-4 Oversigt afstande og længder. Figur 6-5 Konfiguration af gasledning og elkabel. Side 65 af 151

66 Figur 6-6 Kortslutningsstrømme (hængekøjekurve). I de følgende afsnit vises de nødvendige beregninger, der skal til for at kunne fastslå, hvorledes spændingsforholdene på gasledningen vil være i tilfælde af fejl i højspændingsnettet Beregning af gensidig impedans I dette tilfælde forløber de to ledninger ikke parallelt, hvorfor det er nødvendigt at benytte metoden med opdeling i paralleltløbende dellængder. Metoden er beskrevet i, Appendiks F - Gensidig impedans for ikke parallel nærføring. I det konkrete tilfælde benyttes opdelingen, som er vist i Figur 6-4. Ud fra denne figurs tal kan Skema 6.3 opstilles for beregning af den gensidige impedans: Projiceret længde Afstand for Dellængderne Middelafstand Reaktans a maks a min X R km M M m Resistans 0, ,5 0,020 0,005 0, ,0 0,032 0,007 0, ,0 0,030 0,010 0, ,0 0,035 0,010 Side 66 af 151

67 0, ,9 0,029 0,009 0, ,0 0,026 0,008 0, ,8 0,011 0,004 0, ,9 0,028 0,011 0, ,4 0,022 0,005 1,46 lzl= 0,243 0,233 0,069 Skema 6.3 j f Z12 = R j + j0,1445 log 660 [ / km] D12 Formel fra afsnit benyttes, hvor R j er sat til 0,047 Ω/km ved aflæsning i kurven på Figur 6-7. Side 67 af 151

68 Figur 6-7 Resistans- og reaktanskomposant for gensidig impedans som funktion af afstanden mellem lederne. Resistans- (R) og reaktanskomposant (X) i ohm pr. km for den gensidige impedans ved 50 Hz mellem parallelle leder med fælles retur i jord i afhængighed af jordresistiviteten, ρ. Der skal i denne forbindelse gøres opmærksom på, at eksemplet ikke helt overholder reglen, at forholdet mellem amin og amaks ikke bør overstige 3. Dette skema kan derfor betragtes som første tilnærmelse til hurtigt at finde størrelsesordenen af den inducerede spænding. Hvis de efterfølgende resultater viser, at det er vigtigt at få så rigtig en impedansberegning som muligt, kan man i anden tilnærmelse foretage yderligere sektionering. Side 68 af 151

69 6.4.5 Beregning af maksimal induceret spænding, hvor rørledning regnes som ideelt isoleret leder Af Figur 6-6 fremgår, at den maksimale inducerende strøm er ca. 13,8 ka. E i = 3I 0 Z [ V ] g Formel fra afsnit til beregning af den inducerede spænding tager ikke hensyn til de forskellige skærmfaktorer og til spændingsafledning på rørledningen. Med den ovenfor beregnede gensidige impedans fås en maksimal teoretisk induceret spænding per km på: 3 0 3,243 13,8 10 1,46 [ V / km] = 2,30 10 [ V / km] når der benyttes en maksimalstrøm på 13,8 ka Beregning af konstanter for rørledningen For at kunne korrigere den beregnede maksimale inducerede spænding på rørledningen er det nødvendigt at beregne bølgemodstand og overføringskonstant. Hertil er benyttet data i Skema 6.4. Indgangsdata Betegnelse Værdi Enhed D 3,00 x 10-1 m ε0 8,84 x F/m εr 5,00 Ω 3,14 x 10 2 Δ 3,00 x 10-3 m ru 6,00 x 10 5 Ωm² µr 2,00 x 10 2 µ0 1,26 x 10-6 H/m ρst 1,60 x 10-7 Ωm ρi 2,50 x 10 1 Ωm F 5,00 x 10 1 Hz Skema 6.4 Side 69 af 151

70 Ved indsættelse af tallene fra Skema 6.4 i formlerne fra Appendiks G - Isolerede rørledninger for beregning af kapacitet, selvinduktion, afledning og vekselstrømsmodstand fås værdierne i Skema 6.5. Ved beregningen er benyttet en regnemodel lavet i et regneark. Beregnede værdier for rørledningen: Kapacitet: C D 0 r = 4,36 x 10-6 S/m Afledning: G = D 1,57 x 10 r -6 S/m u Selvindukton: 3,7 0 j st 0 r L = 2 ln + 5,91 x 10-4 Ω/m 4 D D 2 Vekselstrømsmodstand: R ~ = st 0 r 0 + D ,34 x 10-4 Ω/m Skema 6.5 Herefter kan de nødvendige konstanter (overføringskonstant og bølgeimpedans) beregnes efter formlerne i Appendiks G - Isolerede rørledninger 1 ( R~ + j L)( G + j C) = + j = m Z = R G ~ + j L + j L Side 70 af 151

71 I Skema 6.6 er resultatet af beregningerne vist, idet Z1, og Z2 er hjælpestørrelser nødvendig for håndtering af de komplekse tal. R~ ωl Z1 θ1 1,34 x ,90 x ,06 x ,72 x 10 1 G ωc Z2 θ2 1,57 x ,36 x ,63 x ,02 x 10 1 Z1 Z 2,81 x ,47 x Overføringskonstant Z θ Z1 Z 2 5,30 x ,37 x 10 1 Z 1 Z 2 1,31 x ,04 Bølgemodstand Z1 / Z 2 1,14 x ,52 Skema Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Den maksimale spænding, med hensyntagen til rørledningens konstanter, beregnes af formel fra Appendiks G - Isolerede rørledninger U Bmaks Ei = 1 e 2 l V hvor Ei tidligere blev beregnet til 2,30 10³ V/km svarende til 2,30 V/m. Ved indsættelse fås følgende: 2,30 5 5, U Bmaks = 1 e = 1, 62 kv 5 2 5,30 10 Denne værdi skal herefter korrigeres med hensyntagen til civilisationsfaktor samt til kabelkappens skærmvirkning. I oplysningsskemaet er anført en civilisationsfaktor på 0,5 samt en skærmfaktor for kablet på 0,12. Side 71 af 151

72 Den maksimalt resulterende inducerede spænding på gasrøret i tilfælde af kortslutning i kablet bliver derfor med hensyntagen til skærmvirkninger: 1,62kV 0,5 0,12 = 100[ V] Der regnes med en udkoblingstid af fejlen på 150 ms. Den beregnede spænding på røret er mindre end grænseværdien for tilladelig berøringsspænding angivet i BEK 1114 (+tillæg) 6.5 Eksempel på nærføring med fjernvarmeledning Fjernvarmeeksemplet er taget fra en nærføringssag i Københavns Belysningsvæsens område. Eksemplet beskriver resultatet af beregninger på en præisoleret fjernvarmeledning, der over en strækning på m skulle etableres parallelt med et eksisterende 132 kv-kabel i en gennemsnitsafstand på 5,5 m. Figur 6-8 viser et oversigtskort med de to ledninger indtegnet: Figur 6-8 Oversigtskort. Side 72 af 151

73 6.5.1 Data for højspændingskabel og fjernvarmeledning Nedenfor er gengivet de data for rørledning og kabel, som er nødvendige for beregning af rørledningskonstanter, gensidig impedans og induceret spænding. Betegnelse Værdi Enhed Rørdiameter D 0,219 m ε0 8,84 x F/m Relativ dielektricitetskonstant for εr 1,14 isolationsmateriale på røret ω 3,14 x 10 2 Tykkelse af δ 4,8 x 10-2 m isolationsmateriale Specifik rørisolationsmodstand ru 6 x 10 5 Ωm 2 Relativ permeabilitet for stålrør µr 200 µ0 1,26 x 10-6 Specifik modstand for stålrør ρst 1,41 x 10-7 Ωm Jordresistivitet ρj 25 Ωm Frekvens f 50 Hz Maksimal inducerede strøm 15 x 10 3 A Forventet udkoblingstid 150 ms Længde 1 km Kabelskærmfaktor 0,337 Civilisationsfaktor 0,8 Skema Kortslutningsstrømme Figur 6-9 Kortslutningsstrømme (hængekøjekurve). Side 73 af 151

74 Af kurverne over kortslutningsstrømme i Figur 6-9 ses, at den maksimale inducerende strøm i dette tilfælde er ca. 15 ka. Udkoblingstiden antages at være 150 ms. Det skal endvidere oplyses, at de fremtidige kortslutningsstrømme ikke vil overstige denne værdi Beregning af gensidig impedans Den gensidige impedans mellem røret og kablet beregnes af følgende udtryk, hvor D12 =5,5 m j f Z12 = R j + j0,1445 log 660 [ / km] D12 hvilket giver 0,283 Ω. Der er benyttet en værdi for Rj på 0,05 Ω/km Beregning af maksimal induceret spænding, hvor fjernvarmeledning regnes som ideelt isoleret leder Af Figur 6-9 fremgår det, at den maksimale inducerende strøm er på ca. 15 ka. Den maksimale teoretiske inducerede spænding uden hensyntagen til skærmfaktorer og uden hensyntagen til spændingsafledning på røret kan beregnes efter formlen fra afsnit E i = 3I 0 Z [ V ] g Med den ovenfor beregnede gensidige impedans fås en maksimal teoretisk induceret spænding på 4,25 kv/km Beregning af konstanter for fjernvarmeledningen Ved benyttelse af et regneark beregnes følgende værdier for fjernvarmeledningen: Beregnede værdier for fjernvarmeledningen Kapacitet: 4,54 x 10-8 S/m Afledning: 1,15 x 10-6 S/m Selvinduktion 6,35 x 10-4 Ω/m Vekselstrømsmodstand 1,58 x 10-4 Ω/m Z θ Overføringskonstant 2,74 x ,1 Bølgemodstand 2,39 x ,9 Skema 6.8 Side 74 af 151

75 6.5.6 Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Den maksimale inducerede spænding med hensyntagen til fjernvarmeledningens konstanter beregnes af formel fra Appendiks G - Isolerede rørledninger: U Bmaks Ei = 1 e 2 l V hvor Ei tidligere blev beregnet til 4,25 kv. Den maksimale inducerede spænding med hensyntagen til fjernvarmeledningens konstanter kan herefter beregnes til 2,1 kv. Med hensyntagen til dels kabelskærmfaktoren på 0,337 og til den civilisationsfaktor, der i det pågældende område skønnes til 0,8, fås en induceret spænding på 573 V. Ved en udkoblingstid på 150 ms kan der tillades en berøringsspænding på 580 V, jf. Figur 4-5. Der er således ikke behov for særlige nærføringsforanstaltninger. (Det forudsættes, at fjernvarmeledningen fortsætter på begge sider af nærføringsområdet). Side 75 af 151

76 7. Nærføring med elektrificerede jernbaner 7.1 Retningslinjer for projektering ved nærføring med elektrificerede jernbaner Ved planlægning og projektering af jernbaneanlæg i nærheden af højspændingsanlæg eller omvendt skal nedenstående punkter indgå i sagsbehandlingen. Nærføringssager mellem højspændingsanlæg og kommunikationsanlæg foretages som beskrevet i overenskomsten i bilag Eksempel på nærføring med elektrificeret jernbane (induceret spænding i kommunikationskabel) I det følgende vises et eksempel på beregning af induceret spænding for vekselstrømsbane med sugetransformer under normal drift. Toget bliver trukket af to lokomotiver på en dobbeltsporet bane. Kablet ligger i en afstand af 50 m fra banen Data for vekselstrømsbane Nærføringsstrækning (længde) L 1,5 km Fødeafsnit (længde af køreledning) Lf 15 km Maksimal strøm fra et tog (et enkelt lokomotiv eller togsæt) Maksimal strøm fra et tog (tog med flere lokomotiver eller togsæt) If Ia 250 A 500 A Maksimal belastningsstrøm (i et fødeafsnit) Ib A Normalt strømtræk pr. tog Ir 160 A Skinnereduktionsfaktor (skærmfaktor) 0,42 Overføringsfaktor (køreledning-kabel) (halvt sugetransformator-afsnit på 1,5 km) 0,12 V/A Skema 7.1 Skinnereduktionsfaktoren er opgivet i afsnit , og overføringsfaktoren er aflæst i Figur 2-4, der gælder for en dobbeltsporet bane. Nærføringsstrækning og fødeafsnit er maksimal afstand til nærmeste sugetransformer henholdsvis fordelerstation Inducerende strøm driftsstrøm i køreledningsanlægget I det givne tilfælde er nærføringsstrækningen kortere end fødeafsnittet. Den ækvivalente strøm (Ie) for toget skal beregnes efter formel i afsnit Side 76 af 151

77 I e = I a + L ( I f I a ) I r [A] L f Med de angivne værdier i skema 12.1 er den ækvivalente strøm for toget på strækningen: I e 1,5 = = 15 ( ) 160 A 626 A Beregning af induceret spænding med hensyntagen til skærmvirkning Den inducerede spænding i det nærførte telekabel beregnes efter formel i afsnit : E = I ZR R [V] i e skinne kabel Idet det bemærkes, at overføringsfaktoren, Z, har angivelsen V/A og ikke Ω/km, fås den maksimalt inducerede spænding med hensyntagen til skærmning fra skinner og kabelskærm: E i = 626 0,12 0,42 1 = 31,5 V Kabelskærmens reduktionsfaktor er her sat til en. Det er altså under grænseværdien på 60 V, og der skal derfor ikke træffes beskyttelsesforanstaltninger. Side 77 af 151

78 8. Referenceliste 1. BEK 1114 (+tillæg) - Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse af elektriske anlæg 2. BEK Bekendtgørelse om sikkerhed for drift af elektriske anlæg, december Elsikkerhedsloven, januar BEK 1112 Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse af ikke-elektrisk arbejde i nærheden af elektriske anlæg, august BEK 1082 Bekendtgørelse om sikkerhed for udførelse og drift af elektriske installationer, juli Overenskomst for Nærføringsudvalget, maj Overenskomst mellem højspændingsanlæg og metalliske rørledninger, maj Overenskomst mellem højspændingsanlæg og telekommunikationsanlæg, maj Nærføring mellem højspændingsanlæg og metalliske røranlæg, maj 1981, (Elektricitetsrådet). 10. Vejledning i behandling af nærføringsproblemer; Nærføringsudvalgets bekendtgørelse nr. 21, februar Naboinformation; Pas på olieledningerne på din grund. 12. Elektriske fordelingsanlæg, S. Vørts (4. udgave 1990). 13. GPTC Guide For GAS Transmission and Distribution Piping Systems, Arbejdstilsynets vejledning om naturgasanlæg, F.01 juni DS/EN Katodisk beskyttelse af metalliske konstruktioner i jorden og under vand Generelle principper og anvendelse til rørledninger. 16. DS/EN Beskyttelse mod korrosion, der skyldes vagabonderende strøm fra jævnstrømssystemer. 17. IEC Effects on current on human beings and livestock Part 1: General aspects. 18. ITU-T K.68 Operator responsibilities in the management of electromagnetic interference by power systems on telecommunication systems Side 78 af 151

79 19. CEN/TS Evaluation of a.c. corrosion likelihood of buried pipelines Application to cathodically protected pipelines. 20. DS/EN Beregning og udførelse af præisolerede faste rørsystemer for fjernvarme. 21. DS/EN 253 Fjernvarmerør Præisolerede fjernvarmerør til direkte nedgravning i jord Rørsystem af stålrør, polyurithancelleplast og kapperør af polyethylen. 22. DS/EN Jernbaneanvendelser Faste installationer 23. EN Railway applications Power supply and rolling stock Technical criteria for the coordination between power suplly (substation) and rolling stock to achieve interoperability. 24. EN Railway applications Supply voltages of traction systems. 25. Measures for the installation and operation of pipelines in vicinity of tree-phase high voltage systems and single-line traction systems, Technical recommendation no 7 may (ISBN ) 26. Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 163, af 30. april 1980, om arbejde på gasfyldte ledninger 27. Arbejdsministeriets bekendtgørelse nr. 414, af 8. juli 1988, om sikkerhedsbestemmelser for naturgasanlæg efter lov om arbejdsmiljø 28. BEK Bekendtgørelse om indretning, etablering og drift af olietanke, rørsystemer og pipelines 29. Arbejdstilsynets publikation nr. 47, for indretning af brønde etc. 30. BEK Bekendtgørelse om registrering af ledningsejere (LER) 31. Olieberedskabsloven (354) 32. BEK 17 - Bekendtgørelse om brandfarlige væsker 33. Vejledning om olieprodukter til pipelines 34. Stærkstrømsbekendtgørelse afsnit 2, fra Udgået i 2017 Side 79 af 151

80 9. Litteraturliste 1. Proximity between VHV lines or substations and telecommunications systems or underground metallic pipelines, august 1990 (CIGRE ). 2. Induced effects caused by overhead transmission lines on metallic structures, august 1990 (CIGRÉ ). 3. Influence of high voltage lines and installations on metal pipelines, august 1990 (CIGRÉ ). 4. Guide concerning influence of high voltage AC power systems on metallic pipeline, maj 1991 (CIGRÉ). 5. Wechselstrombeein flussung einer kathodisch geschutzten Erdgashochdruckleitung, G. Heim und G. Peez, 3R International, 27. årgang, hæfte 5, juli Untersuchungen zur Wechselstromkorrosion an einer hochspannungsbeeinflussten Ferngasleitung, Gas Erdgas, 132 (1991) Nr Massnahmen beim Bau und Betrieb von Rohrleitungen im Einflussbereich von Hochspannungs-Drehstromanlagen und Wechselstrom-Bahnanlagen, AfK-Empfehlung, Nr. 3, Maj Wechselstrombeeinflussung von erdverlegten kathodisch geschutzten, Erdgas-Hochdruckleitungen Gas Erdgas, 133 (1992) Nr. 3. Side 80 af 151

81 A. Appendiks A - Beskrivelse af telekommunikationsnet A.1 Indledning I 1876 opfandt Graham Bell telefonen. Telefonen har været den bærende del i udviklingen af det telekommunikationsnet, vi anvender i dag, og ingen kan vist forestille sig dagens samfund uden den kommunikationsmulighed, der findes over telefonsystemerne, hvad enten de er baserede på kabler eller på trådløse forbindelser. Telekommunikationskabler kan kategoriseres som signal- og styrekredse for telekommunikation (efterfølgende kaldt kommunikations- kabler/anlæg/ledninger). Et kommunikationsnet anvendes til kommunikation med elektriske (eller optiske) signaler over lange afstande, og netop de lange afstande gør, at nærføringsforhold over for andre anlæg og systemer skal iagttages. Dette er da også sket lige fra telefonens barndom, idet sikkerhed, farlige spændinger og nærføringer blev behandlet i Elektricitetsrådet, som på den tid også havde telefonfolk som medlemmer. Nærføringsforhold mellem elsystemer og kommunikationsnet har således længe været med i projekteringen af systemerne og "overvåges" i dag af Nærføringsudvalget for så vidt angår principper, fortolkninger og nye forhold. Vejdirektoratets alarmtelefoner og Banedanmarks telekommunikationsnet kategoriseres også som kommunikationsnet. A.2 Kommunikationsnettet Kommunikationsnettets formål er at forbinde en teleterminal (abonnent, kunde) med valgfri anden teleterminal. Hver teleterminal forbindes med egne ledninger (accesledninger) til nærmeste telefoncentral (lokalcentral). Lokalcentralen forbindes til andre lokalcentraler via overordnede centraler, der ligesom udlands- og servicecentraler er indbyrdes forbundet med kabler i et ring- eller maskenet. Kablerne mellem centralerne og landsdelene med mere anvender i et vist omfang transportkorridorer", hvor jernbaner, motorveje, højspændingsledninger, gasrør og andre transportsystemer også fremføres, og selv om nye kabelføringer udføres med metalfri lyslederkabler, som er ufølsomme for forstyrrelser udefra, vil der stadig være elektriske induktionsproblemer og andre nærføringsforhold over for det eksisterende kabelnet med metallisk leder. A.3 Ledningsnettet En stor del af omkostningerne i kommunikationsnettet ligger i kabelnettet, hvorfor en teknisk/økonomisk optimering inden for dette område har stor indflydelse på teleselskabernes samlede resultat. Konsekvenserne ved kabelfejl kan være betydelige ikke alene for kommunikationsnettet i sig selv, men også i indirekte form for brugerne af nettet. Side 81 af 151

82 Ovennævnte forhold er blandt årsagerne til, at nærføringsforhold er blevet og vil blive behandlet grundigt. Accesnettet (fra central til terminaltilslutninger) udføres normalt som et stjernenet set fra centralen, mens transportnettet (det mellemcentrale net) udføres som et maskenet. I accesnettet er nærføringsproblemerne typisk samlet omkring ledninger i højspændingskorridorer samt ved indføringer til områder med risiko for forhøjet jordpotential (f.eks. højspændingsstationer). I transportnettet samler problemerne sig om lange parallelførte tracéer. Disse problemer er i aftagende, idet kobberkablerne i transportnettet efterhånden udfases og erstattes af metalfri lyslederkabler, som dermed ikke forstyrres af elektriske felter. A.4 Nedgravning af kabler Ved nedgravning af kommunikationskabler skal følgende nedgravningsdybder overholdes: Fortov Vej 45 cm, Accesnet 60 cm, Transportnet uden rør, dækbånd 10 cm over 110 cm, Øvrige kommunikationskabler 45 cm, Transportnet i rør, accesnet evt. uden rør 60 cm, Transportnet, dækbånd 10 cm over Efter aftale, dog mindst 90 cm Min. 110 cm, advarselsbånd 20 cm over Kabel Rør + Kabel dækbånd Advarselsbånd Figur A-1 Nedgravningsdybder. Hovedregel. Transportnetskabler fremføres ved fornuftigt valg af tracé som vist på Figur A-1. I byområde i rør i 45 cm dybde + advarselsbånd. På landbrugsjord i 110 cm dybde + advarselsbånd. Accesnetskabler fremføres: Side 82 af 151

83 I byområder i 45 cm dybde med rør og advarselsbånd eller uden rør og dækbånd.. På landbrugsjord i 110 cm dybde og advarselsbånd. Der kan være lokale forhold, der bevirker, at kablerne kan ligge i en mindre dybde. TDC giver ingen oplysninger om gravedybder ved påvisning af kabler. Derfor er ovennævnte dybder kun retningsgivende. Ud over de beskrevne nedgravningsdybder for kabler, der er et kompromis mellem økonomi og sikkerhed, bliver der yderligere nedlagt et "afdækningsbånd" til fysisk sikring mod spadehug og lignende: Adviseringen følger i princippet BEK 1082, paragraf 41 og 42. Advisering (mærkning) af kabeltracé foretages normalt med Advarselsbånd og/eller dækbånd. De er påtrykt en tekst som f.eks. "GIV AGT Telekabel" og er farvet gul eller orange. Adviseringen kan dog også forekomme som et advarselsnet. Advarselsbånd bruges til at advare om, at herunder ligger der kabler, og giver ingen fysisk sikring. Dækbånd er kraftigere og bredere end advarselsbånd og giver en vis fysisk beskyttelse af underliggende kabler. Side 83 af 151

84 B. Appendiks B - Beskrivelse af rørledninger for olie og naturgas B.1 Indledning Dette afsnit beskriver naturgasnettet og de komponenter, som har betydning i forbindelse med nærføring med højspændingsledninger. Rørledninger for transport af olie er i princippet opbygget efter samme forskrifter og kan behandles analogt i nærføringssammenhæng. Den overvejende del af det danske naturgasnet er anlagt i perioden og det danske olieledningsnet i perioden Naturgasnettets lednings- og stationsanlæg er projekteret under hensyntagen til den nyeste teknik og erfaring, indhentet fra opbygningen af naturgasnet i Europa, USA og Canada. Der foregår til stadighed en vis udbygning og ombygning af naturgasnettet. B.2 Naturgasnettet Naturgasnettet består i store træk af tre led: Produktionsfaciliteter i Nordsøen. Transmissionssystemet, der transporterer gassen fra Nordsøen til land, renser og lagrer den og leverer gassen under højt tryk rundt i landet i transmissionsledninger. Et fordelings- og distributionssystem, der fordeler gassen fra transmissionssystemet gennem fordelingsledninger, måler-/regulatorstationer og distributionsledninger til den enkelte forbruger. Ved olie- og gasfelterne i Nordsøen er placeret produktionsanlæg, hvorfra undersøiske rørledninger transporterer gassen til et gasbehandlingsanlæg i Nybro i Vestjylland. Her renses gassen og føres til det øvrige transmissionsnet. Ved LI. Torup i Jylland og Stenlille på Sjælland er anlagt underjordiske gaslagre, som indeholder en driftsreserve, der medvirker til at udligne forskelle mellem gasproduktion og gasforbrug samt til sikkerheds- og beredskabslagre. Ved Frøslev og Dragør er transmissionsnettet forbundet til henholdsvis det tyske og svenske naturgasnet. Fra en række måler- og regulatorstationer (M/R-stationer) på transmissions- og fordelingsledningerne tilpasses gastrykket lokalt. Produktionsplatformene i den danske del af Nordsøen ejes og drives af koncessionerede operatører, blandt andet Dansk Undergrunds Consortium og Ørsted A/S. Transmissionsledninger ejes og drives af Energinet TSO-Gas. Side 84 af 151

85 Fordelings-, distributions- og stikledninger ejes og drives af Dansk Gas Distribution og HMN GasNet P/S. Stikledningerne kan også ejes og drives af private forbrugere. En skematisk oversigt over naturgasledninger er vist på Figur B-1. Figur B-1 Oversigt over gasselskaber i det danske naturgasnet. Side 85 af 151

86 Figur B-2 Ejer grænser mellem gasdistributionsselskaberne B.2.1 Ledninger B Transmissions- og fordelingsledninger Ved transmissionsledninger forstås hoved- eller overordnede højtryksledninger, der transporterer gas eller olie med et maksimalt driftstryk på 80 bar. Ved fordelingsledninger forstås de regionale gasselskabers hovedforsyningsledninger. Fordelingsledninger transporterer gas med et maksimalt driftstryk på 50 bar. Transmissionsledningerne består af isolerede stålrør fra 250 mm til 800 mm i diameter og fordelingsledningerne af isolerede stålrør fra 80 mm til 450 mm i diameter. Godstykkelsen er mellem 3 mm og 13 mm afhængigt af tryk og sikkerhedskrav. Transmissions- og fordelingsledningerne er hovedsageligt lagt i åbent og ubebygget terræn, men en del findes også i bebyggede områder. Generelt har rørene i åbent land et jorddække på minimum 1 meter og i ubefæstet og befæstet krydsning på minimum 1,5 meter. Jorddækket er målt fra top af rør. Sikkerhedszonen omkring ledningen kan være op til 20 m på hver side af ledningsmidten. Servitutbæltet varierer fra 5 til 10 m på hver side af ledningsmidten. Side 86 af 151

87 Ved krydsninger med veje, jernbaner, vandløb, og hvor rørledningen ændrer retning, er transmissions- og fordelingsledningerne normalt afmærket med gule eller orange afmærkningsstandere som vist i Figur B-3. Afmærkningsstanderne kan også være placeret i skel. På afmærkningsstanderne er naturgasselskabets telefonnummer angivet. Afmærkningsstanderne kan ikke benyttes til at bestemme ledningernes nøjagtige placering, idet standerne kan være placeret ved siden af ledningen. Anlægget er indmålt såvel i plan som i højde i det officielle system 34koordinater og i forhold til Dansk Normal-Nul, DNN. Figur B-3 Eksempler på afmærkningsstandere i det danske naturgasnet. B Distributionsledninger Distributionsledninger er ledninger, der fører gas frem til de enkelte forbrugeres stikledninger ved et driftstryk på maksimalt 4 bar. Stikledninger forbinder distributionsledninger med forbrugernes installationer med et driftstryk på maksimalt 4 bar. Distributionsledningerne består af plastrør fra 20 mm til 250 mm i diameter med et servitutbælte på 4-8 m. Driftstrykket er mellem 0,026 bar og 4 bar. I visse områder findes der desuden ledninger af andre materialer (støbejern, stål, eternit, PVC med mere). Distributionsledninger vil ikke blive yderligere behandlet, da der normalt ikke kan optræde inducerede spændinger. B Overfladebehandling Til imødegåelse af korrosion er stålrør og ventiler i jord overfladebehandlede (coatede) i en tykkelse af 2-4 mm med et elektrisk isolerende beskyttelsesmateriale. Der kan være anvendt polyuretan/tar, epoxy eller polyethylene, som ofte er maskinpålagt af fabrikanten. En Side 87 af 151

88 sammensvejsning beskyttes enten ved påvikling af isolerende tape eller ved sintring eller flydende pålægning. Resultatet af denne behandling er et meget tæt materiale med en høj elektrisk isoleringsevne. Isoleringen kan typisk modstå en påtrykt spænding på 15 kv uden gennemslag. Den høje isoleringsevne medfører, at den nødvendige strøm til aktiv katodisk beskyttelse bliver mindre, men bevirker til gengæld, at rørledningen i et nærføringsområde antager et højere potential. B Isolerende koblinger Transmissions- og fordelingsnet er elektrisk adskilt og yderligere opdelt i en række elektrisk adskilte områder. Adskillelsen opnås ved hjælp af isolerende koblinger. Opdelingen tjener blandt andet til at afgrænse anlæg for katodisk beskyttelse og til at fraisolere berøringstilgængelige dele. Koblingerne er overfladebehandlede f.eks. med ethylenbitumen og kontrolleret for lækstrøm og overgangsmodstand. Typiske værdier for disse kan være mindre end 2 ma ved V vekselspænding henholdsvis 100 kω ved 500 V-jævnspænding. Den isolerende kobling kan være udført som Figur B-4. Epoxy Isoltion Rør Flange Rør Bolt & møtrik Isolating Figur B-4 Isolerende kobling og flange. Måle- og regulatorstationer er adskilt fra ledningsnettet ved hjælp af isolerende koblinger. Stationerne er forbundet til jord og placeret i et afspærret område eller i en aflåst bygning. B.2.2 Stationer B Måler- og regulatorstationer Stationerne har til formål at nedregulere trykket ved overgang fra et ledningssystem til et andet samt måle gasstrømmen. På nogle stationer tilsættes gassen et lugtstof (odorant), for at man kan opdage eventuelle utætheder i fordelings- og distributionsnettet. Stationernes opbygning kan være som vist skematisk på Figur B-5. Side 88 af 151

89 Afspærringsventil Sikkerhedventil Filter Flowmåler Overvågnings -og Driftregulator Isolerende Kobling Figur B-5 Skematisk opbygning af en måler-/regulatorstation. B Ventilstationer Ventilstationer anvendes til omkobling og afspærring i gasnettet og er normalt ikke tilgængelige. De kan være placeret i et afspærret område eller i en brønd i jord dækket af et metaldæksel. B.2.3 Anlæg for katodisk beskyttelse B Korrosion Overfladebehandlingen er ikke helt tæt overalt, og mekaniske påvirkninger kan medføre yderligere huller, som bringer metallet i berøring med den omgivende jord. Da stålrør og jord tilsammen danner et galvanisk element, vil potentialforskellene bevirke en strøm, der kan forårsage korrosion, hvor strømmen træder ud af rørledningen. Man kan beskytte rørledningen mod denne korrosion ved at sende en jævnstrøm til røret, hvilket medfører en forskydning i negativ retning af den naturlige elektrokemiske potentialforskel mellem metaloverfladen og den omgivende jord. Når rørledningspotentialet når en bestemt værdi, beskyttelsespotentialet, nedsættes korrosionen på rørledningen betydeligt. Side 89 af 151

90 B Katodisk beskyttelsesanlæg Anlæg for katodisk beskyttelse (KTB-anlæg) kan opdeles på to hovedtyper: Anlæg for påtrykt strøm bestående af transformerensretter og anodebed, som vist på Figur B-6, samt anlæg med offeranoder; begge typer anlæg udføres med målestander. Anodebedet for et påtrykt strømanlæg kan bestå af magnetitanoder lagt i et sammenhængende koksbed. På grund af interferensrisiko med andre konstruktioner placeres anodebed så vidt muligt mindst 100 m fra rørledningen og de nærmeste sekundære metalliske konstruktioner. Offeranodebedet består af et antal offeranoder (magnesium/zink) nedlagt sammen med anodefyld (Bentonit). Offeranoden er forbundet til rørledningen via en målestander. Ved alle påtrykte strømanlæg er der nedgravet permanente referenceelektroder, så rørledningens potential kan måles ved stationen. Figur B-6 Katodisk beskyttelsesanlæg. For at kunne verificere den katodiske beskyttelses effektivitet er der placeret en række målestandere langs rørledningen. Deres indbyrdes afstand er 0,5-2,0 km. I målestanderne er der ledningsforbindelser til stålrøret og referenceelektroder med videre. Målestandere kan være afmærkningsstandere (jf. Appendiks B - Beskrivelse af rørledninger for olie og naturgas) med en indvendig installation eller mindre kabelskabe. Målestandere eller kabelskabe er nogle af de få steder, hvor man under normale forhold kan få elektrisk forbindelse med en nedgravet rørledning. B.2.4 Jordinger Rørledninger og stationer kan være forsynet med elektriske jordinger af forskellig type. De forskellige typer jordinger og deres anvendelse er beskrevet i afsnit Side 90 af 151

91 B.3 Olierørledningsnettet B.3.1 Rørledninger som ejes og drives af Danske Oliebedredskabslagre (FDO). Nettet består af 15 underjordiske lagre fordelt over hele landet, hvoraf 6 er tømte og indgår ikke mere i den aktive drift. Derudover to konventionelle overjordiske tanklager som er placeret på Sjælland (S50) henholdsvis i Jylland (J70). Der er placeret en olierørledning fra Kalundborg til Hedehusene i 2 parallelle rørledninger med en samlet strækning på ca. 85 km, fra Brovad til Fredericia Havn i 2 parallelle rørledninger med en samlet strækning på ca. 5 km, fra Brovad til Håstrup og videre til Rugsted i en rørledning med en samlet strækning på ca. 22,5 km. Transmissions- og fordelingsledninger Ved transmissionsledninger forstås hoved eller overordnede rørledninger, der transportererbenzin eller olie med et maksimalt driftstryk på 80 bar. Ved fordelingsledninger forstås rørledninger til olielagre der ikke ligger på transmissionsledningen. Transmissions- og fordelingsledningerne består af stålrør på 6 eller 10 og omviklet med isolations tape. Transmissions og fordelingsledningerne er hovedsageligt lagt i åbent og ubebygget terræn, men en del findes også i bebyggede områder. Generelt har rørene i åbent land et jorddække på minimum 0,4 meter. Servitutbæltet er 5 meter på hver side af ledningsmidten. Rørledningen er normalt afmærket med gule eller orange afmærkningsstandere. På afmærkningsstanderne er danske olieberedskabs telefonnummer angivet. Afmærkningsstanderne kan ikke benyttes til at bestemme ledningernes nøjagtige placering, idet standerne kan være placeret ved siden af ledningen. Side 91 af 151

92 Skematisk oversigt over FDOs olierørledninger Figur B-7 Oversigt over FDOs olierørledningsnet Booster stationer Der findes booster stationer forskellige steder hen over Sjælland. Ventilstationer Ventilstationer anvendes til omkobling og afspærring i olierørledningen og er normalt ikke tilgængelige. De kan være placeret i et afspærret område eller i en brønd i jord dækket af et dæksel. Korrosion Overfladebehandlingen er ikke helt tæt overalt, og mekaniske påvirkninger kan medføre yderligere huller, som bringer metallet i berøring med den omgivende jord. Da stålrør og jord tilsammen danner et galvanisk element, vil potentialforskellene bevirke en strøm, der kan forårsage korrosion, hvor strømmen træder ud af rørledningen. Side 92 af 151

93 Man kan beskytte rørledningen mod denne korrosion ved at sende en jævnstrøm til røret, hvilket medfører en forskydning i negativ retning af den naturlige elektrokemiske potentialforskel mellem metaloverfladen og den omgivende jord. Når rørledningspotentialet når en bestemt værdi, beskyttelsespotentialet, nedsættes korrosionen på rørledningen betydeligt. Katodisk beskyttelse Anlæg for katodisk beskyttelse (KTB-anlæg) kan opdeles på to hovedtyper: Anlæg for påtrykt strøm bestående af transformerensretter og anodebed, som vist på Figur B-6, samt anlæg med offeranoder; begge typer anlæg udføres med målestander. Anodebedet for et påtrykt strømanlæg kan bestå af magnetitanoder lagt i et sammenhængende koksbed. På grund af interferensrisiko med andre konstruktioner placeres anodebed så vidt muligt mindst 100 m fra rørledningen og de nærmeste sekundære metalliske konstruktioner. Offeranodebedet består af et antal offeranoder (magnesium/zink) nedlagt sammen med anodefyld (Bentonit). Offeranoden er forbundet til rørledningen via en målestander. Ved alle påtrykte strømanlæg er der nedgravet permanente referenceelektroder, så rørledningens potential kan måles ved stationen. Figur B-8 Katodisk beskyttelsesanlæg. For at kunne verificere den katodiske beskyttelses effektivitet er der placeret en række målestandere langs rørledningen. B.3.2 Rørledninger som ejes og drives af Forsvaret Forsvarets olierørledningssystem også kaldet NEPS består af 11 underjordiske lagre og 8 pumpestationer placeret i Jylland. Disse underjordiske lagre og pumpestationer er indbyrdes forbundet via af ca. 600 km underjordisk olierørssystem. Side 93 af 151

94 I Korsør området på Sjælland er der 1 underjordisk lager og 1 pumpestation indbyrdes forbundet med hinanden, samt tilsvarende anlæg i Hundested. Disse underjordiske lagre og pumpestationer på Sjælland indbyrdes forbundet via af ca. 10 km underjordisk olierørssystem. Skematisk oversigt over Forsvarets olierørledninger Side 94 af 151

95 C. Appendiks C - Beskrivelse af fjernvarmeanlæg C.1 Indledning De første egentlige fjernvarmeledninger blev etableret i 1920'erne i forbindelse med de større byers elværker. I den spæde start blev overvejende større bygninger forsynet. Den store udbredelse af fjernvarmen startede i 1950'erne, hvor der blev etableret fjernvarme i næsten alle større byer. Varmeforsyningsloven fra 1979 pålagde alle kommuner at planlægge varmeforsyning af boliger. Det medførte, at stort set alle bysamfund fra ca. 500 boliger og opefter i 1980'erne fik enten fjernvarme eller naturgas. Fjernvarmen fortsatte sin udbredelse i 1990'erne. Dels blev fjernvarmen udbygget til at omfatte stort set alle de bymæssige områder, hvor der ikke var naturgas, og dels blev der bygget decentrale kraftvarmeværker i mange små bysamfund helt ned til ca. 100 boliger. C.2 Fjernvarmesystemer De største byer opvarmes fra centrale kraftvarmeværker, hvor varmen produceres sammen med el på udtagsturbineanlæg. Varmen transporteres ind til byerne og til de enkelte byområder i transmissionsledninger. Overskudsvarme fra større industrianlæg og fra affaldsforbrænding udnyttes også og kan sendes i transmissionsledninger til de enkelte byområder. Til anlæg og drift af transmissionsledninger og varmevekslerstationer er der i nogle tilfælde af kommunerne og fjernvarmeselskaberne etableret særlige selskaber. I de mellemstore byer produceres varmen normalt på kraftvarmeværker, der dog oftest er placeret i byerne, varmen fordeles til forbrugerne direkte i distributionsnettene. Fjernvarmeledningerne kan almindeligvis enten være kommunalt ejede eller forbrugerejede i andels- eller lignende selskaber. Den overvejende del af disse selskaber opererer i lokale, begrænsede områder, hvor der ikke er elektriske nærføringsproblemer med elselskabernes transmissionsanlæg. Nærforlægning af forskellige anlæg skal imidlertid altid vurderes, så den optimale driftssikkerhed kan opnås. Der er ca. 400 fjernvarmeselskaber og 16 centrale kraftvarmeværker som tilsammen udgør den kollektive varmeforsyning i Danmark det vil sige, at varmen transporteres ud til kunderne i fjernvarmerør. Dertil kommer et antal private kraftvarmeværker og fjernvarmeværker tilhørende virksomheder og institutioner. Se Figur C-1. Side 95 af 151

96 De fleste værker producerer kraftvarme. Kun en mindre del af de decentrale værker producerer alene varme. Omkring 64 % af alle husstande opvarmes med fjernvarme fra fjernvarmeværker og kraftvarmeværker, hvor varme ledes direkte ud til forbrugeren i rør. Dansk Fjernvarme ( er medlemsorganisation for omkring 400 fjernvarmeværker fordelt over hele landet. Figur C-1 Fjernvarmeværker i Danmark. Energistyrelsen Side 96 af 151

97 C.3 Ledningsnet Fjernvarmeledninger kan opdeles på følgende måde i forhold til funktion og størrelse: Transmissionsledninger, der fører varme fra større produktionsanlæg til en eller flere varmeforsyninger, hvorfra varmen fordeles. Hoved- og fordelingsledninger, der fører varme fra en varmeveksler/fjernvarmecentral ud til stikledningerne. Stikledninger, der fører varme til den enkelte forbruger. En fjernvarmeledning består normalt af to paralleltliggende fjernvarmerør. Fremløbsledningen fører det opvarmede vand eller damp frem til forbrugsanlæggene, hvor varmeenergien udnyttes ved afkøling, og returledningen fører det afkølede vand tilbage til produktionsanlægget. Det maksimale driftstryk for fjernvarmesystemer er sædvanligvis 6,5-10 bar, nogle transmissionsledninger kan dog have et driftstryk på op til 25 bar. Som regel benyttes en fremløbstemperatur på vandsystemer på mellem 75 og 85 C, i enkelte tilfælde over 120 C. På dampsystemer er fremløbstemperaturen omkring 300 C. Fjernvarmeledningerne er som regel lagt med et jorddække på mellem 0,5 og 2 m. Enkelte ledninger er etableret over terræn på understøtninger eller hængt op i rørbroer. I åbent land er ledningstracéet nogle steder afmærket med violette standere, der alene tjener til markering. Fjernvarmerør kan typisk opdeles efter følgende principper og som vist på Figur C-2. Præisolerede fjernvarmerør (almindeligste) "Stål-i-stål"-rør Stålrør i betonkanaler. Side 97 af 151

98 Figur C-2 Fjernvarmerør udføres som stålrør i betonkanaler eller som præisolerede rør. De præisolerede fjernvarmerør består af medierør, isolering og kapperør. Medierøret er primært stål, men for dimension Ø22-Ø35 mm er medierøret ofte af plast og enkelte steder af kobber for dimension Ø22-Ø89 mm. Isoleringen er polyuretanskum. Normalt er kapperøret af PEH-plast. I stål-i-stål"- rør kan kapperøret af stål være korrosionsbeskyttet efter samme metoder som gasrør. De fritliggende fjernvarmerør kan være stålrør isoleret på stedet eller præisolerede rør med kapper af stål eller aluminium. Side 98 af 151

99 Et fjernvarmesystem kan bestå af flere forskellige ledningstyper. Ved betonkanaler er der ofte på stålrøret monteret sidestyr eller fastspændinger, som er indstøbt i betonen, hvorved systemet får jordforbindelse, og inducerede spændinger vil normalt begrænses til ufarlige værdier. C.4 Hjælpeanlæg I ledningssystemet er der indsvejst aftapnings-, udluftnings- og afspærringsventiler på medierøret. Disse ventiler kan være placeret i betonbygværker, hvor ventilsystemet ikke er elektrisk adskilt fra fjernvarmenettet. Endvidere kan der være booster-pumpestationer i brønde eller særskilte bygningsværker. C.5 Overvågningssystemer I størstedelen af de nyere rørsystemer findes et system for overvågning af fugt i rørledningen. Der er her indstøbt 2 metalliske alarmtråde i isoleringen for fugtmelding, som vist på Figur C-3. Disse alarmtråde føres fra rørsystemet ud til bokse/skabe, hvor en kontrolmåling af systemet kan foretages. Endvidere er der mange steder nedlagt meldekabler til kommunikation og overvågning ved siden af rørene i udgravningen. I forbindelse med nærføring skal man være opmærksom på muligheden for berøringsfarlige spændinger på de nævnte tråde og kabler. Figur C-3 Fugtmeldetråde. C.6 Ledningsnet og nærføring Nærføringsstrækninger med luftledninger i det åbne land forekommer kun i sjældne tilfælde, f.eks. som transmissionsledninger fra store kraftvarmeværker. Fjernvarmeledninger forefindes almindeligvis i byområder, og der kan forekomme nærføringer med parallelførte højspændingskabler. Rørledningsnet udført som rør i betonkanal eller præisolerede metalrør kan have så mange jordforbindelser gennem betonfastspændinger, husindføringer eller lignende, så inducerede spændinger normalt begrænses til ufarlige værdier. Modsat kræver rørledningsnet, der er elektrisk isolerede fra jord, en særlig opmærksomhed for nærføringsproblemer. Det kan være katodisk beskyttede stål-i-stål"-rør eller præisole- Side 99 af 151

100 rede rør, der ikke er forbundet med fastspændingsklodser, men kun med få husindføringer udført i stålrør. C.7 Korrosionsbeskyttelse Katodisk beskyttelse af fjernvarmerør forekommer kun sjældent og er oftest etableret for at beskytte kapperøret på stål-i-stål"-rørkonstruktioner. Overfladebehandlingen svarer til stålrør for gas. Den katodiske beskyttelse opbygges, som det er beskrevet for gasrør, jf. Appendiks B - Beskrivelse af rørledninger for olie og naturgas Det skal dog tilføjes, at hvis fjernvarmevandets elektriske ledningsevne ikke er lav, kan der opstå tæringsproblemer ved elektrisk isolerende koblinger. C.8 Isolerende koblinger og jordinger Isolerende koblinger benyttes i fjernvarmesystemet som en beskyttelsesforanstaltning. Formålet med isolerende koblinger er, at ledningen opdeles i elektrisk isolerede delstrækninger. Dette sker ved flangesamlinger med elektrisk isolerede bolte og pakninger eller ved brug af præfabrikerede isolerende koblinger som vist på Figur C-4. Figur C-4 Isolerende kobling i fjernvarmerør. Fjernvarmerørledningen kan være forsynet med elektriske jordinger af forskellig type. De forskellige typer af jordinger og deres anvendelse er omtalt i afsnit Side 100 af 151

101 D. Appendiks D - Beskrivelse af elforsyningsnet Elforsyningsanlæg er af økonomiske, drifts- og markedsmæssige hensyn opdelt i tre hovedafsnit: Produktionsanlæg Transmissionsanlæg Distributionsanlæg. Elsystemet er blevet væsentligt mere kompliceret de seneste år. Effektflowet har flyttet sig fra at være meget lineær (produktion transmission distribution forbruger), til at være mere komplekst. I det moderne elsystem er mere produktion flyttet decentralt, såsom landvindmøller og solceller. Dette betyder at effektflowet nu kan bevæge sig i næsten alle retninger i elsystemet. Figur D-1 Elsystemets opbygning fra produktion til forbruger. Effektflowet er illustreret med pilene D.1 Produktionsanlæg Elproduktionsanlæggene omfatter fire hovedtyper: Centrale kraftværker Udvekslingsforbindelser Decentrale kraftvarmeværker Vedvarende Energikilder Produktionsanlæggene kan både have indfødning på transmissions- og distributionsniveau. Der findes i dag 10 store centrale kraftværker, som er den primære energiforsyning i det danske elsystem. Derudover findes der ca. 600 decentrale kraftvarmeværker, industrielle anlæg og lokale anlæg. Pr. 1. maj 2016 er der ca vindmøller i Danmark. Der findes både vindmøller til lands og til havs. Vindmøller på land er normalt tilsluttet distributionsnettet, mens havmøller er tilsluttet transmissionsnettet. Side 101 af 151

102 Udvekslingsforbindelserne kan fungere som både en forbrugsenhed eller en produktionsenhed, alt efter om der eksporteres eller importeres fra nabolandende. Disse forbindelser er tilkoblet transmissionsnettet. Figur D-2 Grafisk oversigtskort over produktionsanlæg i Danmark D.2 Transmissionsanlæg Figur D-3 viser højspændingsnettet i Danmark og forbindelserne til nabolandene. Nettet drives i dag i to områder, forbundet via en HVDC forbindelse over Storebælt. Betegnelsen DK1 benyttes for det jysk-fynske net (vestdanske) og DK2 benyttes for det sjællandske net (østdanske). Side 102 af 151

103 Figur D-3 Det danske højspændingsnet og forbindelserne til nabolandene. Transmissionsnettet er det overordnede kollektive elforsyningsnet, der traditionelt er benyttet til at transportere elektricitet fra produktionssteder til distributionsnettet og til og fra udlandet. I dag transporteres også elektricitet fra decentrale kraftvarmeværker og vindmøller. Transmissionsnettet i det vestdanske elsystem drives med 400, 220 og 150 kv, og det østdanske elsystem med 400, 220 og 132 kv. Spændingsniveauerne og frekvensområderne for Jylland/Fyn og Sjælland er forskellige på grund af historisk årsager. Det vestdanske elsystem er forbundet til det kontinental europæiske frekvensområde og det østdanske elsystem er forbundet med det skandinaviske frekvensområde. Det vestdanske- og østdanske frekvensområde er forbundet via en HVDC forbindelse over Storebælt. I det vestdanske net indgår udvekslingsforbindelser med landene Norge, Sverige og Holland (Plus en kommende forbindelse til England) og i det østdanske net indgår udvekslingsfor- Side 103 af 151

104 bindelsen med Tyskland (Kontek) udført for højspændt jævnstrøm, HVDC. Disse forbindelser består af luftlednings- og kabelanlæg med driftsspændinger i området kv. Der findes desuden udvekslingsforbindelser med nabolandene udført for vekselstrøm i såvel det vestdanske som det østdanske net. Det vestdanske net er forbundet med det tyske net med to 220 og to 400 kv-forbindelser. Det østdanske net er forbundet med det svenske net med to 132 og to 400 kv-forbindelser og en 220 kv forbindelse til Tyskland gennem vindmølleparken Kriegers Flak og et Back-to-Back HVDC anlæg i Bentwisch. Transmissionsnettets transformerstationer anvendes foruden til transformering mellem to spændingsniveauer (F.eks. 400/150(132) kv eller 150(132)/60(50)(30) kv) også som knudepunkt i de pågældende net, og har derfor i begge spændingsniveauer normalt mindst to tilsluttede ledninger med dertil hørende afbrydere, ledningsadskillere, måletransformere m.v. Transformerstationerne bygges oftest som friluftsstationer i landområder og som indendørsstationer i byområder. Stationerne opbygges eksempelvis som vist på Figur D kv 150/132 kv Figur D-4 Principdiagram for transformerstation. Princippet i opbygningen af transmissionsnettet er, at hver enkelt af de indgående ledningsstrækninger på Figur D-4 skal kunne udkobles (f.eks. ved kortslutning), uden nogen af stationerne bliver spændingsløse. Anlægget udformes på en sådan måde, at opståede fejl i højspændingsnettet så vidt muligt ikke giver afbrydelser af forsyningen til de enkelte forbrugere. Hver ledningsstrækning forsynes med afbrydere, som styres af relæer, så der sker hurtigst mulig udkobling af fejl på den pågældende strækning. Den normale udkoblingstid er mindre end 150 ms på 150 kv- og mindre end 100 ms på 400 kv-niveau. Da størstedelen (ca. 80 %) af de fejl, der opstår på ledningerne er forbigående (f.eks. forårsaget af lynnedslag), kan driftssikkerheden øges ved, at der anvendes automatisk genindkobling efter spændingsløs pause på 1200 ms på 150 kv- og 800 ms på 400 kv-niveau. Hvis der stadig er fejl på lednin- Side 104 af 151

105 gen, når den kobles ind igen, vil relæet koble ledningen definitivt ud. Der anvendes ikke enpolet genindkobling på 132 kv-niveau eller højspændingsforbindelser som udelukkende består af kabler. Fordelen ved enpolet genindkobling er, at man bevarer synkronismen og en del af overføringsevnen i den spændingsløse pause. Ved enpolet genindkobling vil der i den spændingsløse pause gå invers- og nulstømme i systemet, som kan bevirke inducerede spændinger i nærførte ledninger, som er større end induktionen ved normal drift, men mindre end induktionen inden fejlbortkobling. 100ms 100ms Induceret spænding 800ms Drift Fejl Spændingsløspause Fejl Tid Figur D-5 - Eksempel på et kortslutningsforløb med enpolet genindkobling på 400 kv-niveau Transmissionsnettet er effektivt jordet (Figur D-6), hvilket vil sige, at nulpunktet på tilstrækkeligt mange steder er forbundet til jord over en så lille impedans, at der ved jordfejl ikke optræder højere driftsfrekvente spændinger mellem fase og jord end 80 % af den højeste driftsspænding mellem faser. Grunden til, at ikke alle transformeres nulpunkter er jordet, er, at det herved bliver muligt at begrænse jordslutningsstrømmens størrelse. D.3 Distributionsanlæg Distributionsnettet er det lokale kollektive elforsyningsnet, som blandt andet benyttes til at levere elektricitet til forbrugerne. Distributionsnettet forbinder forbrugerne, decentrale kraftvarmeværker, vindmøller og solcelleanlæg med transmissionsnettet. Decentrale kraftvarmeværker, vindmøller og solcelleanlæg leverer deres elproduktion ind på distributionsnettet. Distributionsnettet består af højspændingsnet, der drives ved 60, 50, 30, 20, 15 og 10 kv, transformerstationer, der transformerstationer spændingen fra 60, 50 eller 30 kv ned til 20, 15 eller 10 kv (ofte benævnt hovedstationer), og transformerstationer (ofte benævnt netstationer), som transformere spændingen fra 20, 15 eller 10 kv ned til lavspænding (0,4 kv). Distributionsnettet er ikke opbygget med den samme reservemulighed som transmissionsnettet, men nettene er dog dimensioneret således, at forsyningen ofte i tilfælde af fejl kan genetableres via omkoblinger i nettet. Ved 60, 50 og 30 kv ofte uden afbrudte kunder, men Side 105 af 151

106 ved 20, 15 og 10 kv vil der ofte være kortere afbrud indtil omlægninger i nettet er gennemført. De enkelte 60, 50 og 30 kv transformerstationer forsyner hver især flere underliggende 20, 15 og 10 kv net. 20, 15 og 10 kv-transformerstationer forsyner hver sit eget lavspændingsnet (Figur D-7). 60 og 50 kv nettene drives som slukkespolejordet net. 30 kv nettene drives som net med isoleret nulpunkt. 20, 15 og 10 kv nettene drives enten som slukkespolejordede net eller net med isoleret nulpunkt (Figur D-6). I et slukkespolejordet net er nettets nulpunkt jordforbundet over en eller flere spoler, så lysbuer ved jordfejl så vidt muligt slukkes af sig selv. Den væsentlige fordel ved dette er, at jordslutningsstrømmene ved 1-fasede jordfejl er så små, at nettene kan drives videre i et nærmere specificeret tidsinterval med en stående jordfejl. I tilfælde af 1-fasede jordfejl på luftledninger (i dag primært kun relevant for 60 og 50 kv nettene) kan lysbuen i nogle situationer slukke sig selv på grund af den lille fejlstrøm således, at der bliver tale om en såkaldt forbigående fejl. Nettet er beskyttet af relæer, som ved enfasede fejl typisk kun er alarmgivende. Ved to- og trefasede fejl udkobles fejlen. Det er tilladt at drive nettet med en jordfejl i en periode. Ofte er slukkespoler indkøbt til, at den enfasede jordfejl må vare i 2 timer. Ved flere samtidige jordfejl på forskellige faser er der tale om en dobbeltjordslutning, som har en fejlstrøm, der teoretisk maksimalt kan have en værdi lig en 2-faset kortslutningsstrøm. Udvikles en 1-faset jordfejl til en dobbelt jordfejl udkobles fejlen automatisk. I et isoleret net er nulpunktet ikke jordforbundet. Ved jordfejl vil der derfor kun løbe en strøm bestemt af nettets kapacitet til jord. I denne nettype, sker der ikke automatisk udkobling ved jordfejl. Beskyttelsesrelæerne er kun alarmgivende. En undtagelse er 30 kv nettet i København, hvor jordslutningsstrømmen bliver så stor, at jordfejl kobles ud. To- og trefasede fejl giver udkobling. Udkoblingstiden er afhængig af anlægget. Side 106 af 151

107 c b a) a Cj Cj Cj c b b) a Cj Cj Cj Figur D-6 Eksempler på nulpunktsjording af transformer i trefasenet a: effektivt jordet, b: slukkespolejordet net. Distributionsnet kan være opbygget med en (N-1) struktur (ofte som et ringnet) eller som et radialnet. På Figur D-7 er illustreret et radial- og et ringnet (net med en N-1 struktur). Figur D-7 Forsyningsområde omkring transformerstationer med 10 kv-distributionstransformere, Figur 5.5: Forsyningsområde omkring hovedtransformerstationer med radialnet og 10 ringnet. kv-distributionstransformere, radialnet og ringnet. Ringnet og net med en (N-1)-struktur ved kv niveau drives normalt som radialnet (der etableres et skillepunkt i en netstation i nettet). Distributionstransformerstationer, 10-20/0,4 kv stationer, også kaldt netstationer, udføres normalt som kompaktstationer (præfabrikeret stationer) eller rum i bygninger. Mastestationer har tidligere været anvendt, men de er løbende forsvundet i takt med kabellægningen af kv nettene, som er næsten afsluttet. Lavspændingsnettet drives som direkte jordet net. Side 107 af 151

108 D.4 Ledningsanlæg I transmissionsnet udføres forbindelserne som luftledningsanlæg eller som kabelanlæg. Luftledningsanlæg i transmissionsnettet er forsynet med jordledere, der er monteret over faselederne for at hindre direkte lynnedslag i faselederne. Eksempel på højspændingsmast er vist på Figur D-8. Jordtråde Faseledere Figur 5.6: Eksempel på 400 kv-etsystemsmast Figur D-8 Eksempel på 400 kv-etsystemsmast. Jordledere fører normalt ingen strøm. Faseledere og jordledere er på nyere anlæg udført som stålaluminiumledere. I distributionsnettet udføres nye forbindelser som kabelanlæg. Kabelanlæg opbygges med kabler opbygget med en fælles kappe/skærm omkring de tre faseledere eller som tre separate kabler med hver sin kappe/skærm (Figur D-9) kv-kabelanlæg udføres typisk som trefasekabler, 60 kv-kabler i distributionsnettet og kabler i transmissionsnettet udføres typisk som tre separate enfaset kabler. Enfaset kabler lægges som vist på Figur D-10 i tæt trekant eller som vist på Figur D-11 i flad forlægning. Side 108 af 151

109 Figur D-9 Trefaset kabel øverst og enfaset kabel nederst. Figur D-10 Eksempel på enfaset kabler nedlagt i tæt trekantforlægning Side 109 af 151

110 Figur D-11 Eksempel på enfaset kabler nedlagt i flad forlægning I kablerne benyttes enten papir/olie eller plast (oftest PEX) som isolation. Ved oliepapirkabler benyttes forskellige systemer til at optage trykvariationerne under de belastningsafhængige temperaturforhold i kablerne. Det tillades at kablerne drives med en på kabelkappe temperatur på C eller en ledertemperaturer på 90 C. Normalt vil kappetemperaturen være den begrænsende faktor for kablets overføringsevne. D.5 Højspændt jævnstrøm For at kunne overføre elektrisk effekt mellem områder, der hver for sig danner et vekselstrømssystem, men ikke kan drives synkront, anvendes forbindelser for højspændt jævnstrøm, HVDC. Den principielle opbygning af et HVDC-anlæg er vist i Figur D-12. Forbindelsen er koblet til de to vekselstrømsanlæg over en omformerstation, der enten kan arbejde som ensretter eller som vekselretter. Forbindelsen kan afhængigt af den effekt, der skal kunne overføres, udformes enten som en monopol eller som en bipol. Et monopol HVDC-anlæg kan opdeles i to kategorier, et symmetrisk- og usymmetrisk anlæg. Et symmetrisk anlæg er et system med to kabler hvor man kan have en positiv eller negativ spænding. Et asymmetrisk anlæg er et system hvor man enten har to kabler, hvor den ene har en jævnstrømsspænding og det andet er jordet (dette kaldes en asymmetrisk monopol med metallisk retur) eller hvor man har et kabel med jævnstrømsspænding og retur i jorden via en elektrode (dette kaldes en asymmetrisk monopol med jord retur). Side 110 af 151

111 AC AC Figur D-12 HVDC-forbindelse med retur i jord. Figur 5.9: HVDC-forbindelse med retur i jord Figur D-12 viser en HVDC-forbindelse udført som asymmetrisk monopol med jordretur. Ofte anvendes jorden som returleder for strømmen, hvorved der spares et kabel, og der etableres i stedet en elektrodestation i hver ende af forbindelsen. Ved en monopol med jordretur vil hele belastningsstrømmen løbe retur i jorden. AC AC Figur D-13 HVDC-forbindelse udført som bipol. Figur D-13 viser en bipol med retur i jord. Hvis de to poler er ens belastede, løber der ingen strøm i jorden, men hvis den ene pol er ude af drift, kan forbindelsen drives med halv overføringsevne, og belastningsstrømmen vil løbe retur i jorden. De to HVDC-forbindelser mellem Jylland og Sverige, Konti-Skan 1 og Konti-Skan, er i 2017 ombygget til at drives som bipol med jordretur. Skagerrak 1 og 2 forbindelserne mellem Jylland og Norge er udført som bipol med modsat strømretning og polaritet. I 1993 idriftsættes Skagerrak 3 forbindelsen og i 2014 idriftsættes Skagerrak 4 forbindelsen. Disse to forbindelser har også modsat strømretning og polaritet for at sikre, ligesom ved Konti-Skan-forbindelserne, at den samlede returstrøm i jorden begrænses mest muligt. KONTEK-forbindelsen mellem Sjælland og Tyskland fra 1995 er bygget som monopol med retur i jord. Storebælt forbindelsen mellem Sjælland og Jylland fra 2007 er bygget som en monopol med metallisk retur, dvs. at retur strømmen ikke løber i jorden men i et separat kabel. Side 111 af 151

112 CobraCable forbindelsen mellem Jylland og Holland fra 2019 er en symmetrisk monopol uden retur i jorden. Kriegers Flak CGS BtB i Tyskland er en Back-to-Back station fra 2018 konfigureret som en symmetrisk monopol uden retur i jorden. Back-to-Back betyder at der ikke er et kabel mellem de to stationer og at de to stationer som normalt står i hvert sit land/område nu er placeret på samme sted. Elektrodestationerne for en HVDC-forbindelse kan udformes på mange måder. Elektrodestationen for Skagerrakforbindelsen er for eksempel udformet som et antal brønde tæt ved stranden, som er fyldt med koks, hvori der er nedlagt en elektrode. Side 112 af 151

113 E. Appendiks E - Beskrivelse af elektrificerede jernbaner E.1 Elektrificerede jernbaner Dette afsnit beskriver de elektriske jernbaner i Danmark, som har betydning i forbindelse med nærføring med kommunikations- og røranlæg. I 1930 erne påbegyndtes elektrificeringen af nærbanerne omkring København. Der anvendtes her V DC-systemet. Første elektrificerede strækning var Frederiksberg-Vanløse- Hellerup, der blev taget i brug i Samme system kom til anvendelse på eksisterende og nyanlagte banestrækninger omkring København. Den 23. maj 1979 blev lov nr. 206 om indførelse af elektrisk drift på fjerntrafikstrækningerne ved DSB vedtaget. På fjernbanerne anvendes et elektrificeringssystem, der anvender 25 kv, 50 Hz AC. Ved Lov nr. 609 af 12. juni 2013 vedtog folketinget grundlag for færdiggørelse af elektrificeringen af TEN strækningerne i Danmark og 14. januar 2014 indgik et folketingsflertal aftale om En moderne jernbane udmøntning af togfonden.dk. Den nye elektrificering bliver etableret med et køreledningsanlæg hvor der anvendes 2 x 25 kv, 50 Hz AC. E.2 Jævnstrømsbaner Jævnstrømsbaner er anlagt i Københavnsområdet under betegnelsen S-baner, letbaner og metro. Der anvendes V DC til drift af S-togene. Spændingen leveres fra omformerstationer, der forsynes fra elselskabernes 10 kv-net. Omformerstationerne ligger med intervaller på 3-10 km afhængigt af belastningen fra togtrafikken. Omformerstationerne omsætter og ensretter spændingen fra 10 kv AC til 1500 V DC. Ensretterspændingen har en rippel fra den 6., 12., 18., 24. og så videre - harmoniske af 50 Hz. Der er derfor indbygget et filter for hver af de fire første og kraftigste overtoner (300, 600, 900, Hz). Overtonerne danner støjstrøm (en psofometrisk strøm), der sendes ud på køreledningen. Den psofometriske strøm fra omformerne er afhængig af belastningen, men den ligger under et niveau på 1 A pso. pr. motorvogn. Metroen og letbanerne anvender 750 V DC til drift af metrotog og har omformerstationer i lighed med S-banen. Den psofometriske strøm er en vægtet størrelse. Den er vægtet efter det menneskelige øres følsomhed over for frekvenser i det hørbare område. Kravet stammer fra, at der i et telefonkredsløb ikke må induceres mere støj end 1 mv målt over et telefonapparats klemmer med et psofometrisk filter. Side 113 af 151

114 Den psofometriske vægtfaktor er angivet i ITU's (tidligere CCITT) vejledning Directives Concerning the Protection of Telecommunication Lines Against Harmfull Effects from Electric Lines, CCITT For at gøre beregningerne lettere vægtes strømmen til en equivalent strømværdi ved 800 Hz, hvor vægtfaktoren er 1. Nye S-tog anvender forskellige former for thyristorstyringer, der også giver et bidrag til støjstrømmen. Støjstrømmen fra disse tog ligger under et niveau på 2,5 A pso og har ikke givet anledning til problemer. Omformerstationernes pluspol er forbundet til skinnerne og minuspolen til køreledningen for at forhindre korroderende interferens. E.3 Vekselstrømsbaner 25 kv, 50 Hz Der findes flere forskellige elektrificeringssystemer, der er udviklet gennem tiderne. Derfor er det historisk bestemt, hvilket system der anvendes til vekselstrømsbaner. De lande, der elektrificeredes først, anvender 15 kv, 16 2/3 Hz. Grunden til, at man valgte 16 2/3 Hz, var, at man på dette tidspunkt endnu ikke kunne konstruerer en brugelig enfaset seriemotor til lokomotivbrug. Lande, der er kommet senere i gang, har kunnet anvende kraftelektronikken (thyristorstyringen) til styring af 50 Hz motorer til tog, og det er foruden Danmark blandt andet Frankrig, England og Finland. Fordelen ved at anvende 50 Hz er, at elselskabernes transmissionsnet kan forsyne jernbanerne med strøm. Den højere spænding medfører også færre tilslutningspunkter. I lande, der anvender 16 2/3 Hz, bygger nogle jernbaner deres egne kraftværker og forsyningsledninger. Tilslutning til transmissionsnettet gør anlæggene langt billigere i etablering, drift og vedligeholdelse. E.3.1 Tilslutning til transmissionsnettet Fordelingsstationerne på de fjernelektrificerede strækninger strømforsynes fra transmissionsnettet 132 kv øst for Storebælt og 150 kv vest for Storebælt. Ved tilslutning af fordelingsstationer vil man anvende forskellige faser, så skæv belastning af transmissionsnettet reduceres mest muligt. Tilslutningen sker ved direkte tilslutning af banetransformerne til transmissionsnettet. Tilslutning sker til en transformerstations samleskinne. Banetransformerne er normalt placeret i transmissionsselskabets transformerstation. Banetransformere for den nye elektrificering er placeret på Banedanmarks areal. Side 114 af 151

115 Fra transformerstationen sker forsyningen til fordelerstationen med en kabelforbindelse fra hver banetransformer. Banetransformeren er lagt ud for tomgangsspændingen 27,5 kv og reguleres i forhold til primærspændingen (132/150 kv). Transformerstørrelsen er 18 MVA (23 MVA ved forceret luftkøling). Ved kraftig overbelastning kan transformeren belastes kortvarigt med 41 MVA, hvilket svarer til en belastningsstrøm på A. For det nye kørestrømsanlæg gælder at banetransformerne har en nominel spænding på 25 kv. Den kvalitative forskel fra den gamle elektrificering er at der forsynes med 2 faser symmetrisk, så fase-fase spændingen er 50 kv ud til autotransformere (AT-poster), der er placeret med km. afstand. De 2 faser fremføres dels i køreledningen, og dels igennem en Feederleder, der typisk er placeret øverst på masterne. Imellem de 2 ledere er potentiaforskellen 50 kv, og de har hver potentialet 25 kv i forhold til jord. Transformerstørrelsen er MVA, med mulighed for forsyning op til 150% i 15 minuter eller op til 200% i 5 minutter af transformerstørrelsen med en maksimal belastningsstrøm på A. E.3.2 Fordelerstationer For det gamle kørstrømsanlæg er der til at forsyne køreledningsanlægget etableret fordelerstationer med en afstand på ca. 30 km. Forsyningen sker fra 25 kv-samleskinnen. Denne er med ledningsadskillere opdelt i sektioner. Se Figur E-1, der viser transformerforbindelsesamleskinne-kobling til køreledning. Hver transformer forsyner sit afsnit af samleskinnen, herfra kan der kobles til et antal afgange til køreledningsanlægget. Side 115 af 151

116 Figur E-1 Transformerforbindelse-samleskinne-kobling til køreledning. Side 116 af 151

117 For det nye Elektrificeringsanlæg er afstanden imellem fordelingsstationerne op til 120 km på grund af den større overføringsevne ved 50 kv. Fig. Enstregsdiagram for en 2- transformer løsning For at opnå redundans i strømforsyningen anvendes ud over løsning med 2 transformere, en løsning med 3 transformere. Denne løsning anvendes som en løsning til at udglatte skævvridningen af transmissionsnettet. Foruden denne løsning kan der etableres et 3-faset kompenseringsanlæg før banetransformerne, hvor grænserne for skævvridning bliver overskredet. Side 117 af 151

118 Desuden anvendes RC 1 x 25 kv anlæg med returleder, hvor der ikke er behov for den store overføringsevne for et AT- 2 x 25 kv anlæg. I det nye kørestrømsanlæg anvendes ikke sugetransformere. Under normale driftsforhold forsyner de to transformere køreledningerne til hver sin side på forskellige faser. Derfor er der i køreledningsanlægget ud for fordelerstationen indskudt en neutralsektion. Ved neutralsektionen opstår der dermed et faseskift. Derfor er faserne valgt, så spændingen over sektionen kun er 25 kv. Mellem to fordelerstationer er der indskudt en neutralsektion, der adskiller de to stationers forsyningsområder. Under normale driftsforhold føder to fordelerstationer mod hinanden med samme fase. Der vil derfor ikke være noget faseskift over neutralsektionen. En neutralsektion består af to isolationsstykker og et midterstykke, der jordes til returskinnen i sporet. Hvis en banetransformer er ude af drift, enten som følge af fejl eller under vedligeholdelse, er det muligt at lade den anden transformer forsyne hele strækningen. Det er også muligt at lade nabostationens transformer forsyne den dobbelte strækning. For at kunne koble forbindelser til og fra mellem nabospor forsynes parallelt løbende spor med samme fase. Hvis en fordelerstation falder ud, kan to nabostationer forsyne hele strækningen. E.3.3 Køreledningsanlæg Køreledningsanlæggene, der forsyner eltogene med strøm, er enfasede, hvilket giver problemer med induktion på nærførte anlæg langs banerne. Køreledningsanlægget danner et kredsløb sammen med retursystemet, der består af skinner + jord + returledning. Figur E-2 og Figur 6-4 viser køreledningsanlæg med returledning. Som det ses af Figur E-2 løber strømmen fra fordelerstationen via køreledningen til toget. Fra toget fordeler returstrømmen sig ud ad skinnerne i begge retninger væk fra toget samt til jord. Strømmen vil søge tilbage til fordelingsstationen via skinnerne, jorden og den viste returleder. Fordelingen af returstrømmen er bestemt af afledningsforholdene fra skinne til jord, jordresistiviteten og impedansen af skinne og returleder. For AT systemet vil andelen af jordstrømme være op til 40 %. Som det fremgår af Figur E-2, vil der være en strømsløjfe via jord. Arealet af denne og strømstyrken er bestemmende for, hvor meget spænding der induceres i nærved liggende kabler og metalliske røranlæg(nærføring). For at mindske induktionen skal arealet mindskes, hvilket gøres ved at tvinge så meget af returstrømmen op i returlederen. Side 118 af 151

119 Returlederen anbringes så fysisk tæt som muligt ved køreledningen, så der for et nærført kabel og metalliske røranlæg bliver induceret mindst mulig spænding, ved at strømmene i køreledning og returledning er lige store og modsat rettede. Dette gøres ved at nedsætte impedansen så meget som muligt i retursystemet, i forhold til jord, hvilket gøres ved at indføre mange nedledere, som er forbundet med sporet med passende mellemrum. Denne løsning benyttes på strækninger, hvor der ikke anvendes sugetransformere. De kan ikke anvendes mellem Klampenborg og Hedehusene på grund af formagnetisering fra S-banens jævnstrøm. Til gengæld er der en lille civilisationsfaktor i området, så induktive forstyrrelser bliver små. Der er ikke opsat sugetransformere på Storebæltsforbindelsen og Øresundsforbindelsen. For AT systemet og for det nye 1 x 25 kv system er impedansen nedsat ved at returlederen er direkte forbundet til alle master, i stedet for at være opsat med isolatorer. Desuden er returlederen forbundet til returskinnen for hver 600 m. Figur E-2 Køreledningsanlæg med returledning. E.3.4 Sugetransformersystemet En anden måde at nedsætte påvirkningen fra strømmen i køreledningssystemet er ved at indføre sugetransformatorer. Figur E-3 viser et sugetransformatorsystem. Her er returlederen også sat så fysisk tæt på køreledningen som muligt, så det resulterende felt bliver mindst muligt og dermed påvirkninger på nærførte kabler og metalliske røranlæg. Strømmen i køreledningen og returledningen er lige store og modsat rettet og ophæver hinanden i de afsnit, hvor der ikke er tog. Strømmen fra skinne/jord suges op til returledningen, på grund af sugetransformatorerne. Sugetransformatorerne er en strømtransformator med et omsætningsforhold på 1:1. I en transformator med et omsætningsforhold på 1:1 vil sekundærstrømmen (strømmen i returlederen), tvinges til at være lige så stor som primærstrømmen (strømmen i køreledningen). Sugetransformatoren tvinger derfor strøm op gennem nedlederne, der er lige så stor som køreledningsstrømmen der går ned igennem det pågældende tog. Side 119 af 151

120 Sugetransformerne er sat op med en indbyrdes afstand på maksimalt 3 km, og nedlederne er placeret midt mellem disse. Det medfører, at induktive påvirkninger kun forekommer i en afstand mellem ellokomotiv og nærmeste nedleder, altså maksimalt 1,5 km. Afstanden på 1,5 km er den maksimale, hvor sugetransformersystemet har sin optimale kompenserende virkning. Virkningsgraden er 95 % for 50 Hz og 90 % ved Hz. Figur E-3 Køreledningssystem med sugetransformere. E.3.5 AT-system AT systemet drives som beskrevet på Figur 6-4 Figur 6-4 Køreledningssystem med Autotransformere Det nye AT system er opbygget med autotransformere der omsætter de 50 kv overføringsspænding til 25 kv driftsspænding på køreledningsanlægget. Denne løsning er almindelig anvendt i nye køreledningsanlæg herunder i Sverige. Der gælder at induktionen for et AT system er i samme størrelsesorden som for et BT (Sugetransformer) anlæg. Den er større for et RC anlæg. Der gælder imidlertid, at da strømtrækket de steder hvor der er installeret RC anlæg er mindre, vil induktionen også være tilsvarende mindre. Det forventes at sugetransformerne nedtages på hele eller dele af det gamle elektrificerede anlæg. Side 120 af 151

121 E.3.6 Elektriske tog Banedanmarks køreledningssystemer må anvendes af såvel ellokomotiver som elektriske togsæt. Eltogene modtager strømmen fra køreledningen, der via en transformer i toget eller hvert togsæt føres til en ensretter. Efter ensretteren omdannes strømmen til en trefaset vekselstrøm i en statisk vekselretter. Den trefasede strøm driver nogle asynkrone banemotorer. Denne type tog giver væsentligt mindre støjstrøm end tyristorlokomotiverne. Den normale strøm, eltogene trækker, er 160 A, og maksimalværdien er 500 A. Togenes strømforbrug er størst under acceleration og ved høje hastigheder. Ved bremsning virker eltogene som generator og omdanner bremseenergien til elektrisk energi, der sendes ud på køreledningen til et andet tog eller tilbage til transmissionsnettet. Den maksimale strøm under regenerativ bremsning er 250 A per eltog. Når der er flere tog, der trækker strøm samtidig, vil spændingen på køreledningen falde. Eltogene kan køre med en nedsat spænding på 22,5 kv med fuld effekt og ned til 15 kv med reduceret effekt. Side 121 af 151

122 F. Appendiks F - Gensidig impedans for ikke parallel nærføring F.1 Retlinjet højspændingsledning I praksis forløber den inducerede ledning sjældent fuldstændigt parallelt med den inducerende ledning over hele nærføringsstrækningen. Beregningerne udføres i så fald med tilstrækkelig nøjagtighed ved at opdele den inducerede ledning i sektioner, der hver for sig kan betragtes som retlinjede, og projicere disse ind på den retlinjet forløbende inducerende ledning. Længden af nærføringen regnes lig den projicerede længde, og som afstand a a ved benyttelsen af kurvebladet, afsnit 6.4, tages den geometriske middelværdi 1 a2 afstanden a1 og a2 i endepunkterne af sektionen. Hvis forholdet mellem afstandene a1 og a2 overstiger 3, foretages yderligere sektionering. af Metoden er benyttet ved beregning af den gensidige impedans i eksemplet i afsnit 6.4. Ved frekvensen 50 Hz og jordresistiviteten ρ=25 Ωm kan kurvebladene i eksemplet i afsnit 5.2 benyttes til beregning af resistans- og reaktanskomposanterne, når afstandene a1 og a2 er kendte. Den gensidige impedans beregnes som foran anført ud fra de for den projicerede længde fundne impedanskomposanter. F.2 Ikke-retlinjet højspændingsledning Højspændingsledningen er i det ovenstående forudsat retlinjet i hele sin længde. Dette er kun sjældent tilfældet i praksis, og der er derfor behov for en regel, hvorefter beregningerne kan udføres i tilfælde af, at højspændingsledningen ikke forløber retlinjet. En metode, som giver en for praksis tilstrækkelig nøjagtighed, illustreres i Figur F-1. a B C A b c D E F c d e e f Figur F-1 Illustration til bestemmelse af gensidig impedans. For ikke-retlinjet højspændingsledning. Side 122 af 151

123 Højspændingsledningen ABCDEF har knækpunkterne C og E, mens svagstrømsledningen abc'cdee f har knækpunkt ved d. Svagstrømsledningen projiceres på højspændingsledningen AC, og impedanskomposanterne findes f.eks. ved brug af kurvebladene i afsnit 5.2 for dellængden AB med amaks =Aa og amin =Bb og for dellængden BC med amaks = Cc og amin = Bb. Derefter projiceres svagstrømsledningen på højspændingsledningen CE, og impedanskomposanterne beregnes for dellængden CD med amaks = Dd og amin =Cc' og for dellængden DE med amaks = Dd og amin = Ee. Endelig projiceres svagstrømsledningen på højspændingsledningen EF, og beregning foretages for længden EF med amaks = Ee' og amin =Ff. Strækningen c'c vil ved denne metode blive projiceret to gange, mens ee' til gengæld ikke medtages. Som regel forløber højspændingsledningen mere retlinjet end svagstrømsledningen, hvorfor det oftest er fordelagtigt at projicere på højspændingsledningen; der er dog intet principielt i vejen for at projicere på svagstrømsledningen, hvis dette kan være fordelagtigt af hensyn til beregningerne. Metoden er benyttet i eksemplet i afsnit 5.2. F.3 Resulterende gensidig impedans Når resistans- og reaktanskomposanterne per dellængde er fundet, sammenlægges disse hver for sig, hvorefter den numeriske værdi af den totale gensidige impedans findes af udtrykket: 2 Z g = R + X 2 Side 123 af 151

124 G. Appendiks G - Isolerede rørledninger G.1 Beregning af inducerede spændinger og strømme Da isolerede rørledninger kun er delvist elektrisk isolerede, vil afledningen til jord bevirke, at den inducerede spænding begrænses i forhold til den i afsnit beregnede værdi for en ideelt isoleret leder. Denne spændingsbegrænsende effekt, der er afhængig af rørledningens isolationstype og dimensioner samt af jordens resistivitet, kan angives som en konstant rørledningens overføringskonstant for det enkelte nærføringstilfælde. For fjernvarmerør vil anlægsdele med kontakt til jord indgå i en gennemsnitsbetragtning for hele røret baseret på erfaringstal eller målte værdier. I Figur B.1 er vist den inducerede spænding og strøm ved forskellige værdier af den specifikke rørisolationsmodstand. Når Ei og overføringskonstanten kendes, og det forudsættes at: rørledningen og højspændingsledningen er parallelle over en strækning, rørledningen fortsætter på begge sider af nærføringen eller afsluttes med en impedans svarende til rørledningens bølgeimpedans, rørledningens afledning til jord er jævnt fordelt langs ledningen, kan rørledningens resulterende spænding i forhold til neutral jord beregnes af formlen: U b = Ei e l 2 e x 1 / 2 e 2 x V hvor: = Overføringskonstanten for ledningen l = Længden af nærføringsstrækningen x = Koordinaten til det betragtede punkt af nærføringsstrækningen. x = 0 i midtpunktet af strækningen og x = ± 1/2 i endepunkterne af strækningen. Side 124 af 151

125 Figur G-1 Induceret spænding og strøm. Den maksimale værdi af spændingen fås i endepunkterne (x = ±l/2): U Bmaks Ei = 1 e 2 l V Strømmen i et vilkårligt punkt af rørledningen kan beregnes af formlen: I E Z cosh l / e i r = 1 2 ( x) A hvor Z er rørledningens bølgeimpedans. Den maksimale værdi af strømmen fås midt på nærføringsstrækningen (x = 0): Side 125 af 151

126 Side 126 af 151 A 1 2 l i maks e Z E I = Overføringskonstanten og bølgeimpedansen for rørledningen beregnes af: ( )( ) 1 ~ + + = + = m C j G L j R j + + = L j G L j R Z ~ Heri indsættes følgende størrelser: R~, rørledningens vekselstrømsmodstand under hensyn til strømfortrængning i røret, beregnes af: m D R r st / ~ + = L, rørledningens selvinduktion, beregnes af: m D D L r st j / 2 3,7 1n = G, rørledningens afledning til den omgivende jord, beregnes af: m S D G r u / = C, rørledningens kapacitet til jord, beregnes af: m S D C r / 0 = hvor: ρst = Stålets specifikke modstand [Ωm] μr = Relative permeabilitet for stålet μ0 = 4π10-7 [H/m] ρj = Jordens resistivitet [Ωm] εr = Relativ dielektricitetskonstant for isolationslag ε0 = 10 7 /(4πc 2 ) 10-9 /(36π) [F/m] δ = Isolationslagets tykkelse [m]

127 D = Rørdiameter [m] ru = Specifik rørisolationsmodstand [Ωm 2 ] ω = Vinkelhastighed = 2πf [rad/s] Den specifikke rørisolationsmodstand er den væsentligste parameter ved bestemmelse af rørledningens konstanter. Typiske værdier findes i eksemplerne i afsnit 6.4 og 6.5. Side 127 af 151

128 H. Appendiks H - Kapacitiv påvirkning I dette appendiks beskrives, hvorledes delkapacitanserne beregnes både med og uden jordledere for parallel nærføring. Desuden beskrives beregningsproceduren ved ikke-parallel nærføring mellem en rørledning og en højspændingsluftledning. H.1 Parallel nærføring beregning af delkapacitanser H.1.1 Højspændingsledning uden jordledere Den gensidige potentialkoefficient mellem to ledere beregnes af: P ij D 9 ij = ln d ij og egenpotentialkoefficienten for en leder beregnes af: P jj 2h 9 j = ln r j hvor: dij = Afstand mellem leder i og leder j [m] Dij = Afstand mellem leder i og spejlbilledet (i jordoverfladen) af leder j [m] hj = Leder j's højde over jord [m] rj = Radius af leder j [m] Ud fra den inverterede potentialkoefficientmatrix, K, bestemmes de nødvendige delkapacitanser. Delkapacitansen af den enkelte faseleder "i" over for den nærførte ledning "p" bestemmes af: C ip = k ip [ F / m] Delkapacitansen mellem nærført ledning og jord bestemmes af: Side 128 af 151

129 C p 0 = k1 p + k2 p k pp [ F / m] H.1.2 Højspændingsledning med jordledere For ledninger med jordledere og eventuelle skærmledere skal disse medtages ved beregning af delkapacitanserne. Indflydelsen fra jordledere og eventuelle skærmledere er et korrektionsled til ledningernes potentialkoefficienter. Den korrigerede potentialmatrix bestemmes af formlen: P = P FF P FJ P 1 JJ P t FJ hvor: PFF = Matrix med den nærførte lednings og faseledernes egen- og gensidige potentialkoefficienter. PFJ = Matrix med faseledernes og den nærførte lednings potentialkoefficienter over for jordlederen. t P FJ = Er den til PFJ svarende transponerede matrix. PJJ = Matrix med jordlederenes egen- og gensidige potentialkoefficienter. Beregningen af delkapacitanserne svarer herefter til beregningerne for ledninger uden jordledere. H.2 Rørledning og højspændingsledning er ikke parallelle I tilfælde, hvor rørledningen og højspændingsledningen ikke er parallelle, og det forudsættes, at: rørdiameter er meget større end diameteren af faselederne, og rørets højde over jord er meget mindre end faseledernes højde over jord, kan den resulterende influensspænding beregnes tilnærmet af formlen: U p 1 C p0 I p V hvor: C = Hele rørledningens delkapacitans over for jord [F]. Side 129 af 151

130 Beregningen af den resulterende influensspænding indeholder følgende trin: 1) Opdeling af det relevante område i sektioner med bredde lig med mindste faseafstand. 2) Beregning af Iop i hver sektion, idet rørledningen antages parallel med højspændingsledningen og placeret midt i sektionen. 3) Beregning af den totale værdi af Ip ved summation af bidragene fra alle sektionerne. 4) Beregning af en tilnærmet værdi af Up ud fra førnævnte formel. Side 130 af 151

131 I. Appendiks I - Beregning med program til nærføringsberegninger I dette appendiks gives en kort beskrivelse af beregningsprogrammet, TE 01035, som benyttes til nærføringsberegninger via et beregningseksempel. I beregningseksemplet anvendes data fra afsnit 6.5, Eksempel på nærføring med fjernvarmeledning. I.1 Beregningsprogram, TE Programmet er udviklet af det tyske selskab Rheinisch-Westfälisches Elektricitätswerks herefter kaldet RWE. Programmets beregningsrutiner er i henhold til "Technical recommendation no 7" may 1982 med titlen: Measures for the installation and operation of pipelines in vicinity of treephase high voltage systems and single-line traction systems. (ISBN ). Programmet benyttes af en række europæiske selskaber og søges revideret løbende. Programmet kan beregne de inducerede spændinger på metalliske røranlæg med afgreninger fra op til ni forskellige højspændingssystemer. Relevante data inddateres i en datafil, og beregningen afvikles som en batch-kørsel ved hjælp af programmet. En række output filer beskriver resultaterne. Output filerne kan ved hjælp af Gausz programmet vises grafisk. I.2 Beregningseksempel Et typisk eksempel på inputdata er vist nedenfor. Data fra Skema 11.7 er benyttet. Anlægsnavn, datoer for de inddaterede data og andre relevante informationer indtastes i T0-T8-kortene. Rørledningen samt det nærførte højspændingsanlægs geografiske beliggenhed indtastes ved hjælp af landskoordinater. Parametre som mastekonfiguration, drifts- og fejlstrømme for elsystemerne inddateres. Parametre som rørdimensioner, coatingmodstand samt jordresistivitet for rørsystemerne inddateres. TE programmets inddateringsskema, bemærk at alle linjer er nummereret. Side 131 af 151

132 I.2.1 Eksempel på inputfil til TE T0 C:\te01035\DANSK.txt T1 132 kv AMV-AMK T2 Københavns Belysningsvæsen T3 Fjernvarmeledning T4 Københavns Belysningsvæsen T5 Revision af Håndbog om Nærføring T6 T7 El-data rettet T8 Rørdata rettet CC CC GENERELLE DATA FOR BEREGNINGEN CC H0Fejl X X E CC CC CC DATA FOR 132 kv-højspændingskabel CC CC 132 kv AMV-AMK. CC 3 x 1-leder højspændingskabel 145 kv PEX-AL mm2. CC CC Middel- Fejlstrøm 3 x I0 CC nedhæng Fase R Fase S Fase T CC [m] [ka] [ka] [ka] CC H CC CC Civilisations- Skærmfaktor CC faktor højspændingskabel CC H CC CC Strøm- Fase- Ophængningshøjde Afstand mastemidte Ledningsnavn CC styrke vinkel R S T R S T CC [ka] [deg] [m] [m] CC H kv AMV-AMK CC CC Koordinater for højspændingsledningen CC x-koor. y-koor. CC [m] [m] CC H H CC CC CC DATA FOR FJERNVARMELEDNING CC CC 1000 m fjernvarmeledning. CC x-koor. y-koor.dybde Ø Rjord Rjording CC [m] [m] [m] [mm] [kωm 2 ] [Ω] og isolatinsmateriale CC R R Parametre for stålrør ch(m) Side 132 af 151

133 I.2.2 Eksempel på inputfil til TE Efterfølgende vises output data ved hjælp af Gausz - programmet. Beskrivelse af de implicerede ledninger, "nøgledata" samt den beregnede inducerede spænding ved fejl. Viser geografisk oversigt over fjernvarmeledning samt "rørdata". Side 133 af 151

134 Maste eller kabelkonfiguration. Den inducerede spændingsfordeling langs fjernvarmeledningen ved fejl. Komplex berøringsspænding ved fejl. Side 134 af 151

135 Strøm i fjernvarmerøret ved fejl. Side 135 af 151